基于TBD的粒子滤波红外点状动目标跟踪算法研究

提出了一种新的低信噪比红外序列图像运动点目标检测与跟踪算法,该算法有机地结合了TBD检测算法与粒子滤波跟踪算法。首先通过多帧TBD处理后,检测出运动目标的初始位置和运动速度,然后在跟踪阶段采用粒子滤波算法估计目标运动状态,可实现信噪比为2的点目标的检测与跟踪。对真实红外图像序列进行实验仿真,仿真结果证明,该算法具有良好的实时性与很高的精确性。     

模糊聚类粒子滤波的点状交叉多目标跟踪算法

提出了一种新的低信噪比红外序列图像多目标检测跟踪算法,该算法有机地结合了TBD检测算法与模糊聚类粒子滤波跟踪算法。首先通过多帧TBD处理后,检测出运动目标的初始位置、运动速度,然后在跟踪阶段采用粒子滤波算法估计目标运动状态,并在估计位置开一个跟踪窗进行检测、模糊聚类概率融合。对真实红外图像序列进行实验仿真,仿真结果验证了该算法具有良好的实时性与很高的精确性。     

高斯粒子滤波检测前跟踪方法

针对低信噪比条件下微弱目标的检测和跟踪,提出了一种高斯粒子滤波检测前跟踪（TBD）方法。该方法采用高斯粒子滤波递归地估计目标的状态,结合固定样本长度（FSS）似然比检验实现了对微弱目标的检测和跟踪。由于避免了粒子滤波TBD方法中的重采样过程,高斯粒子滤波TBD方法没有采样枯竭现象,算法复杂度小。仿真实验表明,该算法对微弱目标具有良好的实时检测和跟踪性能。     

基于边缘化粒子滤波的红外小目标检测跟踪

针对红外探测系统中单帧红外图像中低信噪比小目标检测问题,提出一种基于边缘化粒子滤波算法的检测前跟踪方法.该方法根据混合状态滤波的思想,直接利用原始图像数据,采用粒子数确定的持续概率密度函数和新生概率密度函数,推导出目标存在的概率.对没有出现在量测方程中的线性状态变量边缘化,用卡尔曼滤波器进行时间更新.实验结果证明,该方...     

基于粒子滤波的检测前目标跟踪算法

针对低信噪比下红外图像中的弱小目标检测与跟踪问题,由于噪声的影响,信号不准确,图像不清晰。为解决上述问题,采用基于粒子滤波的检测前跟踪算法,直接利用传感器的原始数据,通过粒子滤波算法得到目标状态的后验概率分布,以目标出现概率作为检测目标的判断准则,检测出真实目标,并估计出目标在空间平面内的准确位置。并在抽取新生粒子时设定一个阈值,有效提高了抽取粒子的质量。对单个点的目标检测与跟踪系统进行了仿真。仿真结果表明,改进算法跟踪误差小,精度高,具有良好的检测与跟踪性能。     

基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下机动目标的检测跟踪问题,提出了一种改进型的基于多模型的粒子滤波检测前跟踪算法.由于粒子退化问题,在目标信号微弱、目标发生机动或者信号幅值波动较强势,粒子滤波的TBD算法的检测概率和跟踪精度将会下降.本算法在粒子滤波的基础之上改进,即在每次循环之前加入新粒子,新粒子的分布是由平均法和前一时刻的目标估计结果进行确定.给出了粒子滤波的TBD算法推导以及数值计算过程.仿真实验表明:基于改进型粒子滤波检测前跟踪算法能够检测低信噪比的目标.     

粒子滤波连续帧图像中弱目标检测前跟踪的机理研究

基于粒子滤波的检测前跟踪算法是当前连续帧图像中弱目标检测与跟踪的研究热点。鉴于已有研究成果中缺少针对粒子滤波检测前跟踪的机理研究,在Bayes推理框架内,分析了检测前跟踪基于累积观测似然比检测弱目标的原理。在理论上推导了Bayes检测前跟踪递归累积观测数据来实现弱目标检测与跟踪的过程,分析验证了采用粒子滤波过程中未归一化粒子权重实现该过程的机理,并基于该机理实现了一种粒子滤波检测前跟踪算法。仿真试验验证了理论分析的正确性和文中粒子滤波检测前跟踪算法的有效性。     

基于SVD背景抑制和粒子滤波的弱小目标检测*

针对云天背景下红外弱小目标的检测算法中常见的目标漏检和检测错误问题,提出了一种基于奇异值分解背景抑制和粒子滤波联合检测算法。该算法首先采用奇异值分解滤波抑制红外图像背景,获取候选目标位置,然后采用粒子滤波算法估计目标运动状态,获取目标搜索窗口,最后将单帧检测候选目标与预测的搜索窗口相结合实现小目标检测。对真实红外图像序列进行实验表明,该方法有效地解决了SVD滤波单帧漏检和粒子滤波预测错误导致的目标检测错误问题,从而提高了低信噪比下弱小目标的检测能力。     

基于粒子滤波和似然比的联合检测与跟踪

针对低信噪比下幅值波动的弱目标跟踪问题,提出一种基于粒子滤波和Bayes似然比方法的联合检测和跟踪算法.该方法直接利用传感器的原始数据,以Bayes似然比作为目标检测的判决准则,利用粒子滤波器获得状态的后验概率分布,同时实现对目标的检测与跟踪.仿真结果表明了算法的有效性.     

基于显著图的红外弱小目标动态规划检测前跟踪算法

针对低信噪比复杂背景红外图像弱小目标检测虚警率高的问题,提出一种基于显著图的红外弱小目标动态规划检测前跟踪算法.该算法采用改进的局部区域差分算子提取显著图,根据注意力转移机制设计搜索策略,利用目标移动速度实时更新搜索范围,对多帧连续的显著图进行滤波跟踪,实现对红外图像弱小目标检测.实验结果表明,文中算法在对弱小目标进行有效检测的同时降低虚警率,提高了图像的检测效率.     

基于箱粒子概率假设密度滤波的弱目标检测与跟踪算法

针对低信噪比条件下多弱小目标检测前跟踪算法跟踪效率低、计算复杂度高等问题,提出一种基于箱粒子概率假设密度滤波的弱目标检测与跟踪算法.首先,针对由目标的贡献强度和噪声获得的目标强度量测图像,利用均值滤波抑制强度量测图像中的噪声;其次,以不交叉原则挑选出强度值较大区域作为区间量测;最后,利用箱粒子概率假设密度(BOX-PHD)滤波对上述所得的区间量测进行目标跟踪.仿真结果表明,所提出的方法可以提高跟踪性能,且计算效率高.     

基于粒子滤波的检测前跟踪改进算法

针对低信噪比环境下微弱目标的实时检测与跟踪,提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪改进算法.该算法在粒子滤波的基础上融合不敏卡尔曼滤波(uKF1)算法,融合后的新算法在利用重要性密度函数产生粒子时充分考虑当前时刻的量测,从而引导粒子向高似然区域移动,使得粒子的分布更接近状态的后验概率分布.仿真实验表明,改进算法的检测与跟踪性能优于标准的粒子滤波算法.     

两级量测更新的粒子滤波检测前跟踪算法

针对低信噪比下弱目标的检测与跟踪问题,提出了一种基于两级量测更新的粒子滤波器检测前跟踪算法。算法在粒子滤波状态更新之后,在其状态估计附近,引入卡尔曼滤波框架,进行第2级的量测更新,提高了粒子携带信息的利用程度。仿真结果表明,新算法获得了更好的检测和跟踪性能。     

海面目标的自适应预白化检测前跟踪算法

针对超视距雷达的海面目标检测问题,提出一种基于自适应预白化处理的检测前跟踪（TBD）算法。在目标TBD处理之前,利用海杂波的自回归模型构建白化滤波器进行杂波预白化,在跟踪阶段采用递归贝叶斯算法估计目标运动状态,在检测阶段通过跟踪滤波器的输出构造广义似然比进行似然比检测。不同信噪比下的仿真结果表明,该算法能有效抑制海杂波,检测到低信噪比的目标。．     

Joint underwater target detection and tracking with the Bernoulli filter using an acoustic vector sensor

In this paper, we study the problem of joint underwater target detection and tracking using an acoustic vector sensor (AVS). For this challenging problem, first a realistic frequency domain simulation is set up. The outputs of this simulation generate the two dimensional FRequency–AZimuth (FRAZ) image. On this image, the random finite set (RFS) framework is employed to characterize the target state and sensor measurements. We propose to use the Bernoulli filter, which is the optimal Bayes filter emerged from the RFS framework for randomly on/off switching single dynamic systems. Moreover, to increase the performance of detection and azimuth tracking in low signal-to-noise ratio (SNR) scenarios, a track-before-detect (TBD) measurement model for AVS is proposed to be used with the Bernoulli filter. Sequential Monte Carlo (SMC) implementation is preferred for the Bernoulli filter recursions. Extensive simulation results prove the performance gain obtained by the proposed approach both in estimation accuracy and detection range of the system.     

基于优化AGA与辅助边缘粒子滤波的目标跟踪方法

目标跟踪是当今的重要研究课题,广泛应用于通信导航、计算机视觉与自动控制等领域。针对现有的边缘粒子滤波算法目标跟踪可靠性低的问题,提出了一种基于优化自适应遗传算法（Adaptive Genetic Algorithm,AGA）和辅助边缘粒子滤波的目标跟踪方法。在状态空间降维的基础上,推导出崭新的辅助边缘粒子滤波框架,有机地将目标运动的状态划分成线性分量和非线性分量。对于线性分量,沿用卡尔曼滤波估计;对于非线性分量,植入辅助变量构建显式概率分布函数。另一方面,提出了一种的优化AGA实时调节交叉概率与变异概率具有非线性特性,以期筛选出优越的粒子拟合目标的运动状态。实验结果表明,所提出的方法能有效跟踪常见目标,具有估计准确的优点。     

基于高斯粒子CPHD滤波的多目标检测前跟踪算法

针对未知目标数条件下多弱小目标检测前跟踪(TBD)算法鲁棒性较低、运算量较大等问题,提出一种基于高斯粒子势概率假设密度(CPHD)滤波的多目标检测前跟踪算法.运用高斯函数近似目标状态的后验概率密度,采取粒子滤波的方法迭代更新CPHD中各高斯项的均值与协方差,无需重采样,避免了粒子退化和采样枯竭等问题;同时结合检测前跟踪算法的实际情况,得出粒子权值的更新表达式.仿真实验表明,与现有算法相比,所提出算法在降低复杂度的同时,可以更为可靠地传递目标势分布信息,从而提高多弱小目标数目和状态估计的准确性和稳定性.     

IR tag detection and tracking with omnidirectional camera using track-before-detect particle filter

Robust user detection and tracking is one of the key issues for a personal robot to follow the target person. In this paper, a novel tracking system using an omnidirectional camera and IR LED tags is proposed. The users wear the tags on their ankles, and the tags emit a light pattern as its ID. The camera on the robot is used to detect and track their positions individually. A novel approach based on a track-before-detect particle filter is proposed. It detects and tracks the tags simultaneously, even if the tags are not synchronized with the camera sampling or are not fully observable. The effectiveness of the proposed system is evaluated by experiments using a prototype personal robot.