多回波环境中多机动目标跟踪的新算法*

目标的状态估计与数据关联是机动多目标跟踪中的关键问题.针对杂波环境中多机动目标的跟踪问题,本文首先引入一种自适应滤波算法,并与快速概率数据关联算法结合,提出一种适于实际应用的密集回波环境下机动多目标跟踪的新算法-快速自适应概率数据关联(FAPDA)算法,利用近似概率数据关联(PDA)算法的计算量达到优于联合概率数据关联(JPDA)算法的跟踪效果,并能快速检测到机动.通过与JPDA算法的仿真结果进行对比,表明了该算法的有效性和快速性.     

基于粒子滤波的交互式多模型多机动目标跟踪

针对交互式多模型联合概率数据关联滤波算法(IMM-JPDAF)在非线性情况下跟踪精度低,并不适用于非高斯问题的情况,提出了一种基于粒子滤波的交互式多模型多机动目标跟踪算法;将交互式多模型联合概率数据关联(IMM-JPDA)与粒子滤波相结合,在交互式多模型联合概率数据关联的框架下,各模型采用粒子滤波算法处理非线性非高斯问题,避免了噪声的高斯假设和非线性部分的线性化误差。仿真结果表明,IMM-JPDA-PF算法的跟踪性能明显优于IMM-JPDAF算法,能够对杂波环境中的多机动目标进行有效跟踪。     

基于交互式自适应概率数据关联的目标跟踪算法

在联合交互式多模型概率数据关联思想的基础上,将自适应滤波算法应用到概率数据关联滤波器中,提出了一种适用于杂波环境机动目标跟踪的新算法-交互式自适应概率数据关联(Interactive Multiple Models Adaptive Probabilistic Data Association-IMM-APDA)算法,避免了模型选取的不确定性,扩大了机动目标的跟踪范围,实现了杂波环境中对目标较高精度的状态估计.理论分析与仿真结果验证了该算法的优越性,提高了目标跟踪精度.     

新的分布交互式多模型广义概率数据关联算法

为有效解决密集杂波环境下分布式多传感器多机动目标跟踪问题,提出了一种基于改进D-S证据组合规则的分布交互式多模型多传感器广义概率数据关联（DIMM-MSGPDA-IDS）算法。该算法首先对各局部节点均应用单传感器的IMM-GPDA算法跟踪多机动目标,并将其各模型的状态估计、协方差估计、模型概率、组合新息及其协方差矩阵等滤波结果送至融合中心;在航迹关联判决结束后,融合中心根据各模型对应似然函数的大小融合不同传感器关于同一目标的模型状态估计及其协方差矩阵,并提出利用三维（3-D）证据进行直接融合的改进D-S算法对来源于同一目标的不同传感器的各模型概率进行有效融合,然后依此概率来更新各目标的状态估计并反馈至各局部节点,使之获得更为精确的状态预测;最后,将该算法与基于D-S证据组合规则的分布交互式多模型多传感器联合概率数据关联（DIMM-MSJPDA-DS）算法进行仿真对比分析。理论分析和仿真结果表明,该算法能够很好地对强机动目标进行跟踪,且其计算量相对较小,是一种有效的分布交互式多模型多传感器多机动目标跟踪算法。     

修正概率关联算法在航迹关联中的应用

在雷达组网航迹跟踪问题的研究中,针对杂波环境下雷达对作战目标的跟踪精度,为了准确跟踪目标,通过对现有概率数据关联算法(PDA)和联合概率数据关联算法(JPDA)算法进行改进,引入跟踪区域划分概念和修正因子,提出一种航迹新的修正概率数据关联算法(MPJA).不需要考虑 JPDA 算法中产生所有可能的联合事件,具有计算量小,易于工程实现的优点.仿真结果表明,新算法以与 PDA 算法接近的计算量,达到了接近于 JPDA 算法的目标跟踪成功率,提高跟踪精度.     

改进联合概率数据关联的视频多目标快速跟踪

针对监控范围较大、目标外观特征少的视频多目标数据关联及跟踪问题,本文仅利用目标运动特征,提出了一种基于联合概率数据关联（joint probabilistic data association,JPDA）的复杂情况下视频多目标快速跟踪方法．首先采用murty算法求JPDA的最优K个联合事件,大大降低了计算复杂度;然后根据JPDA的关联概率讨论目标的运动情况,分析在多目标新出现、遮挡、消失、分离（前景检测存在目标碎片）等复杂情况下当前帧量测与跟踪目标的数据关联问题,获取复杂运动的多目标跟踪轨迹．在多个监控视频上的实验结果表明,该方法能大大提高跟踪性能,实现复杂情况下的视频多目标快速跟踪．     

多传感器多目标联合概率数据关联研究

提出改进联合概率数据关联算法对多传感器、多目标量测进行同源划分及单一传感器测量数据转换,并采用联合概率数据关联算法求解空间目标轨迹交叉时的数据关联.仿真结果表明,改进联合概率数据关联算法提高了成功关联概率,降低了求解数据关联概率的难度,可以解决密集目标的正确跟踪问题.     

基于CKF的特征辅助数据关联多目标跟踪

针对密集杂波环境下的多目标近距跟踪问题,提出了一种基于容积卡尔曼滤波(CKF)和特征辅助数据关联的多目标跟踪算法(FADA-CKF).通过特征信息来对传统量测进行扩维,利用扩维后的量测对关联概率进行修正,将特征信息辅助技术融入到联合概率数据关联中,再利用容积卡尔曼滤波(CKF)处理非线性观测量,对目标状态进行估计.将FADA-CKF算法用于近距多目标跟踪场景中,仿真结果表明,改进算法在跟踪精度和误跟率方面要优于传统的JPDA跟踪算法.     

基于Meanshift聚类Bhattacharya观测似然度修正的联合概率数据关联改进算法

为降低多目标航迹聚集时联合概率数据关联（JPDA）联合关联事件的计算复杂度,提出一种基于Meanshift聚类〖CD*2〗Bhattacharya（Bhy）观测似然度修正的JPDA改进算法。利用Meanshift得到聚类中心,据聚类中心与目标预测量测马氏距离形成跟踪门;提出Bhy似然度矩阵,将Meanshift聚类中心与各量测Bhy距离所表征的观测似然度作为确认矩阵小概率事件划分依据,消除确认矩阵中小概率事件对联合关联事件计算复杂度的影响。实验结果表明：多目标航迹聚集时,该算法在减少计算复杂度同时保持了较高关联精度,跟踪性能明显优于经典JPDA。     

具有模型概率修正的新颖IMMPDA算法

为了有效提高杂波环境中机动目标跟踪的精度,将标量交互式多模型(SIMM)算法与概率数据关联(PDA)算法结合成SIMMPDA算法.其中,PDA算法能够有效处理杂波环境下的数据关联与测量不确定性.SIMM算法处理运动模型间的切换,且在线性最小方差意义下获得目标的最优状态估计.而考虑因杂波的干扰导致各时刻的匹配模型占优程度不明显的问题,故再对各时刻SIMMPDA算法所得的后验模型概率进行修改,得到一个基于模型概率修改的SIMMPDA算法,即为M-SIMMPDA算法.仿真结果表明,所提算法的跟踪精度得到一定程度的提高.