一种新的杂波环境下多机动自适应跟踪算法

针对密集杂波环境下对多个高机动并有轨迹交叉的目标进行跟踪的问题,由于交互式多模型联合概率数据关联算法在目标密集和多模型情况下会出现计算组合爆炸的情况,提出了一种结合交互式多模型算法IMM和简化的联合概率数据关联算法Cheap JPDA的自适应跟踪算法.Cheap JPDA算法节省了JPDA算法中确认矩阵的拆分过程,降低关联概率计算难度及计算量.通过Monte Carlo仿真表明,算法能够很好的实现机动目标的跟踪性能,从而说明了算法的有效性.     

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.     

神经网络在多机动目标跟踪中的应用

为解决多目标跟踪中数据关联与状态估计的问题引入神经网络方法.针对联合概率数据关联(JPDA)存在的计算组合爆炸问题,利用Hopfield网络解决TSP问题的思路找到神经网络联合概率数据关联(NJPDA)方法,并对其进行一定的改进解决其参数确定问题.基于以上关联方法得到的关联概率,利用简化的信息融合自适应滤波算法,实现对目标轨迹的状态滤波与预测.以上综合方法充分利用了神经网络的优点,保证了多目标的跟踪精度及实时性.     

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．     

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.     

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.     

FCM与PDA相结合的多传感器多目标跟踪算法

传统的概率数据关联算法(PDA)是在密集杂波环境下的一种良好的多目标跟踪算法,但它是针对单传感器对多目标跟踪的情况下使用,不能直接用于多传感器对多目标的跟踪.针对多传感器多目标跟踪问题,提出一种改进的PDA算法,采用FCM算法预测航迹的聚类中心,然后采用PDA方法对航迹进行跟踪.仿真实验证明此方法能有效地进行多传感器多目标的跟踪.     

基于KLD-JPDA的多目标无源协同定位算法

针对杂波环境下面向无源协同定位系统的多目标跟踪问题,提出一种基于KL散度(Kullback-Leibler Divergence、 KLD)的联合概率数据关联算法(Joint Probabilistic Data Association, JPDA)。首先,在联合概率数据关联框架内计算关联事件的后验概率密度函数,并计算该函数与高斯概率密度函数之间的KLD。其次,将KLD作为代价函数优化关联事件的后验概率密度函数。最后,根据优化的后验概率密度函数对目标状态进行估计。仿真结果表明,所提算法能有效解决杂波环境下多目标跟踪问题,提高跟踪性能。     

基于改进PDA的弱点状多目标交叉运动跟踪算法

采用独立跟踪区域的划分和公共量测点数据的去藕聚类技术,将原本只适用于单目标跟踪的概率数据关联（PDA）算法改造成能够在强杂波环境中跟踪多个点状目标交叉运动的情况。该算法比传统基于JPDA（联合数据关联）的多目标跟踪算法的计算量和复杂度都小。仿真试验表明,该跟踪算法具有高精度的跟踪性能。     

杂波下强机动目标跟踪自适应数据关联算法

杂波下的机动目标跟踪的综合概率数据关联(IPDA)算法是在概率数据关联(PDA)算法的思想基础上引入目标存在及可观测概率所形成的.本文进一步通过引入自适应调整因子,提出了针对强机动目标跟踪的自适应IPDA算法(CIPDA),并通过仿真论证,与传统的IPDA相比,CIPDA提高了对强机动目标跟踪的稳定性和精确度.     

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。     

Distributed interacted multisensor joint probabilistic data association algorithm based on D-S theory

With the development of science and technique, the surveillance systems used in the battlefield have been developed into multisensor systems. Therefore, the multisenor multitarget tracking algorithms, such as centralized multisensor joint probabilistic da…     

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。     

基于不同运动模型的IMMPDA算法仿真

在现有的机动目标跟踪算法中,其中的概率数据关联（PDA）算法和交互式多模型（IMM）算法最具代表性。而在此基础上发展而来的IMMPDA算法是解决杂波环境下单机动目标跟踪问题比较有效的方法。通过对分别基于CA模型、Singer模型和“当前”统计模型的交互式多模型概率数据关联（IMMPDA）算法进行仿真,对其优缺点进行对比分析。仿真结果显示IMMPDA算法在高机动目标跟踪中具有巨大优势,不同的：运动模型基于IMMPDA都较好地实现了对高速高机动目标的滤波跟踪。     

一种面向互联概率加权的JPDA多传感器数据融合方法

针对单传感器联合概率数据互联(Joint Probabilistic Data Association, JPDA)在复杂环境下难以跟踪多个目标的问题,提出一种基于JPDA量测目标互联概率统计加权并行式和序贯式多传感器数据融合方法。首先,给出单传感器JPDA算法。然后,介绍多传感器JPDA数学模型,基于这一模型,使用互联概率加权,推导并行式和序贯式多传感器数据融合公式,这对多传感器数据融合有一定指导意义。最后,对单传感器JPDA方法在不同杂波密度、不同过程和不同观测噪声下目标跟踪的距离RMSE进行仿真,结果表明,随着这3项指标皆增大,目标距离RMSE增大;同时,对本文的2类多传感器JPDA方法与其他几类跟踪方法在数据集PETS2009下有关行人跟踪性能进行仿真,结果表明,本文并行式和序贯式多传感器JPDA方法相较于其他方法在跟踪准确性、跟踪位置准确性、航迹维持以及航迹遗失上皆为最优,而且序贯式融合略优于并行式多传感器JPDA。     

A new smoothing approach with diverse fixed-lags based on target motion model

Recently, lots of smoothing techniques have been presented for maneuvering target tracking. Interacting multiple model-probabilistic data association (IMM-PDA) fixed-lag smoothing algorithm provides an efficient solution to track a maneuvering target in a cluttered environment. Whereas, the smoothing lag of each model in a model set is a fixed constant in traditional algorithms. A new approach is developed in this paper. Although this method is still based on IMM-PDA approach to a state augmented system, it adopts different smoothing lag according to diverse degrees of complexity of each model. As a result, the application is more flexible and the computational load is reduced greatly. Some simulations were conducted to track a highly maneuvering target in a cluttered environment using two sensors. The results illustrate the superiority of the proposed algorithm over comparative schemes, both in accuracy of track estimation and the computational load.     

一种机动目标的PMHT跟踪算法

在多目标跟踪中一些传统关联算法的计算负荷是和目标数目及量测个数呈指数型关系增长,概率多假设跟踪算法（PMHT）很好地解决了这一问题;通过将机动输入项建模为马尔可夫过程,提出了一种推广的PMHT算法（EPMHT）以解决机动多目标跟踪问题;仿真结果表明该算法是有效的.     

基于递推加权最小二乘法的多目标跟踪算法

为了对多个机动目标进行跟踪,一些文献提出了交互多模型一概率数据关联算法,但这种方法必须建立大量的目标状态模型,如果目标的模型无法确定或建立的模型不准确,将影响这种方法的使用效果。为此,提出用最小二乘法拟合出目标的运动轨迹,避免建立大量的目标状态模型,导出了基于递推加权最小二乘法的JPDA算法的计算公式并进行了仿真验证,理论分析、Monto Carlo仿真以及在实际系统中应用表明了该算法的有效性。     

Joint range ambiguity resolving and multiple maneuvering targets tracking in clutter via MMPHDF-DA

It is difficult to track multiple maneuvering targets of which the number is unknown and time- varying, especially when there is range ambiguity. The random finite sets （RFS） based probability hypothesis density filter （PHDF） is an effective solution to the problem of multiple targets tracking. However, when tracking multiple targets via the range ambiguous radar, the problem of range ambiguity has to be solved. In this paper, a multiple model PHDF and data association （MMPHDF-DA） based method is proposed to address multiple maneuvering targets tracking with range ambiguous radar in clutter. Firstly, by introducing the turn rate of target and the discrete pulse interval number （PIN） as components of target state vector, and modeling the incremental variable of the PIN as a three-state Markov chain, the problem of multiple maneuvering targets tracking with range ambiguity is converted into a hybrid state filtering problem. Then, by implementing a novel ＂track-estimate＂ oriented association with the filtering results of the hybrid filter, target tracks are provided at each time step. Simulation results demonstrate that the MMPHDF-DA can estimate target state as well as the PIN simultaneously, and succeeds in multiple maneuvering target tracking with range ambiguity in clutter. Simulation results also demonstrate that the MMPHDF-DA can overcome the limitation of the Chinese Remainder Theorem for range ambiguity resolving.