采用粒子滤波和模糊聚类法的非线性多目标跟踪

提出一种新的非线性多目标跟踪方法,用模糊聚类算法实现数据关联,采用粒子滤波实现对各目标的独立跟踪．首先利用最大熵模糊聚类对目标和观测数据进行关联,采用模糊隶属度重建多目标滤波中的联合关联概率矩阵．然后利用粒子滤波适于处理非线性问题的特点,通过联合关联信息,采用粒子滤波独立对各目标进行滤波,实现对目标状态的更新．最后,将该算法应用于多传感器多目标纯方位角跟踪．仿真结果表明,相比于联合概率数据关联算法及MEF-JPDAF,新算法具有更高的跟踪精度．     

随机集粒子滤波的快速被动数据关联算法

针对杂波干扰环境下的被动多目标跟踪问题,将多站集中式融合方法与概率假设密度粒子滤波递归过程相结合,实现被动多目标跟踪．进一步,将概率假设密度粒子滤波递归过程并行化处理,每个目标使用单独滤波器跟踪,避免了大量粒子的聚类过程,简化算法复杂度,进而提出一种快速被动数据关联算法．实验结果表明,与传统算法相比,新算法可以在不增加额外计算负担的基础上,有效得到每个目标的航迹．特别对于目标发生交叉的情况,能很好地区分每个目标的航迹．     

基于Markov跳变非线性系统的粒子滤波跟踪算法

针对粒子滤波算法在红外多目标跟踪,尤其是目标被遮挡时跟踪效果不佳的问题,本文在粒子滤波算法中引入Markov跳变非线性系统,在贝叶斯估计时融入Markov随机场来描述目标交汇时的交汇模型,并将其应用在有目标遮挡情况的红外图像的多运动目标跟踪中。实验结果表明,引入Markov跳变的粒子滤波算法,其抗遮挡能力大大提高,跟踪效果优于经典的粒子滤波算法。     

一种新的进化裂变粒子滤波算法

针对经典自举粒子滤波中的重要性函数选取和重采样所导致的样本枯竭问题,提出了一种基于进化裂变的改进粒子滤波算法．该算法首先采用无迹卡尔曼滤波算法产生重要性函数,然后对重要性采样粒子进行裂变通过进化策略更新粒子集以增加粒子多样性,从而克服经典自举滤波重采样过程中的粒子退化问题．仿真实验表明,该算法能有效地提高跟踪精度, 跟踪性能优于经典粒子滤波算法．     

基于多目标灰狼优化的PHD粒子滤波改进算法

针对传统PHD粒子滤波算法存在目标数目估计精度低且位置估计误差大的缺陷,提出一种结合多目标灰狼优化的PHD(MOGWO-PHD)粒子滤波算法.该算法在预测和更新过程之间加入多目标灰狼优化算法,利用最新的观测信息将预测后的粒子集进行重新优化分布,使粒子移动至目标存在的高似然概率区域,减轻重采样后易出现的粒子贫乏问题;然后使用基于密度聚类(DBSCAN)算法对粒子进行聚类并提取目标状态.仿真结果表明,在不同杂波密度下,MOGWO-PHD算法对目标数目和状态的估计精度均优于传统PHD粒子滤波算法.     

能量值和方位信息结合的粒子滤波算法

针对水下无人航行器自主方位跟踪中出现的目标中断、虚警以及目标关联等多个问题,本文采用一种能量值和方位信息结合的粒子滤波算法,并应用在声呐目标检测跟踪中。在粒子滤波的基础上,引入波束形成给出的波束能量作为潜在信号源真实的概率。给出了多目标关联概率的粒子滤波表达,通过插值和自动阈值方法改善波束能量曲线,增强粒子滤波性能以及目标输出的平滑性。通过数值仿真及湖试的检验,该方法能够有效得到正确的多目标跟踪结果。     

在线判别式超像素跟踪算法

针对传统超像素跟踪方法中建模速度慢、目标遮挡易漂移的问题,提出一种新的目标跟踪算法．该算法利用超像素分割,获得大量目标前景和背景的超像素训练数据,通过训练超限学习机,并结合k-d树聚类快速构建目标前景和背景的判别式模型．在跟踪过程中,利用构建的模型和粒子滤波估计目标中心位置．最后结合相关滤波估计目标尺度,实现对目标的鲁棒性跟踪．实验结果表明,所提算法具有可靠的跟踪精确度和较快的跟踪速度．     

基于多模型粒子滤波的机动多目标跟踪算法

针对密集杂波环境下机动多目标跟踪中系统强非线性以及运动模式切换对于滤波精度的不利影响,提出了一种基于多模型粒子滤波的机动多目标跟踪算法.新算法实现了多模型粒子滤波和广义概率数据关联算法的有机结合.通过在粒子状态采样过程中引入模型信息改善了交互式多模型和粒子滤波结合中导致的计算量膨胀问题,并利用广义概率数据关联算法实现回波的有效确认和回波信息的充分利用.给出了应用该方法的具体步骤,最后,理论分析和仿真实验证明该算法的有效性.     

杂波环境下雷达组网的多目标聚类融合跟踪

多传感器多目标跟踪是信息融合技术在目标跟踪领域的应用范例,数据关联是其中的关键技术之一.对于杂波环境下的组网雷达多目标跟踪,讨论了粗、精关联相结合的数据关联方法.先用基于跟踪门限算法进行粗关联,排除部分杂波,再用模糊C-均值算法模糊聚类来实现关联.通过把多传感器跟踪问题转化为多个单传感器跟踪问题,更有效地实现关联,最后融合量测,滤波后得到目标的状态估计.用该算法对目标进行蒙特卡罗仿真,其比改进前的模糊C-均值关联算法和最近邻域算法在杂波环境下更能有效实现数据关联.     

万有引力优化的粒子滤波算法

针对经典粒子滤波中存在的粒子易退化、易丧失多样性以及滤波精度严重依赖于粒子数量的问题,提出一种万有引力优化的粒子滤波算法．通过万有引力算法优化粒子滤波中的粒子集来提高滤波精度．首先将每个粒子看做质量大小正比于粒子权值的点,粒子间的引力吸引着粒子向高似然区域移动,从而优化粒子集．然后利用精英粒子策略加快万有引力优化算法中粒子收敛速度,并避免粒子陷入局部最优; 引入感知模型防止过度收敛导致的粒子拥挤或重叠．仿真实验表明,该算法在粒子数较少的情况下与经典粒子滤波算法和粒子群优化粒子滤波算法相比,保持了更好的粒子滤波精度和速度．     

混合有源电力滤波器中无源滤波器多目标优化设计

对粒子群优化算法进行改进,引入异步时变加速系数和线性时变权重系数,提出一种改进型粒子群优化算法。将无源滤波器的滤波效果、无功补偿容量及初期投资作为优化目标,利用改进型粒子群优化算法对混合有源电力滤波器中无源滤波器参数进行优化设计。仿真验证了理论分析和设计的正确性,相关设计方法可为其它类型的混合有源滤波器中无源滤波器的优化设计提供参考。     

一种改进的多伯努利多目标跟踪算法

针对粒子势均衡多目标多伯努利滤波的粒子实现形式所需粒子数多、粒子退化严重的问题,将均方根容积卡尔曼滤波与粒子势均衡多目标多伯努利滤波相结合,提出均方根容积卡尔曼粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法．该算法利用均方根容积卡尔曼滤波构建重要性密度函数,再对其进行采样获得预测粒子状态,从而提高粒子的准确性,减轻粒子退化．与基于无迹卡尔曼的粒子势均衡多目标多伯努利滤波相比,该算法更稳定,且算法性能不受目标状态维数的限制．仿真实验表明,所提算法与粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法和基于无迹卡尔曼的粒子势均衡多目标多伯努利滤波算法相比,其跟踪精度更高．     

An improved particle filtering algorithm based on observation inversion optimal sampling

According to the effective sampling of particles and the particles impoverishment caused by re-sampling in particle filter, an improved particle filtering algorithm based on observation inversion optimal sampling was proposed. Firstly, virtual observations were generated from the latest observation, and two sampling strategies were presented. Then, the previous time particles were sampled by utilizing the function inversion relationship between observation and system state. Finally, the current time particles were generated on the basis of the previous time particles and the system one-step state transition model. By the above method, sampling particles can make full use of the latest observation information and the priori modeling information, so that they further approximate the true state. The theoretical analysis and experimental results show that the new algorithm filtering accuracy and real-time outperform obviously the standard particle filter, the extended Kalman particle filter and the unscented particle filter.     

An adaptive particle filter for mobile robot fault diagnosis

An adaptive particle filter for fault diagnosis of dead-reckoning system was presented, which applied a general framework to integrate rule-based domain knowledge into particle filter. Domain knowledge was exploited to constrain the state space to certain subset. The state space was adjusted by setting the transition matrix. Firstly, the monitored mobile robot and its kinematics models, measurement models and fault models were given. Then, 5 kinds of planar movement states of the robot were estimated with driving speeds of left and right Side. After that, the possible （or detectable） fault modes were obtained to modify the transitional probability. There are two typical advantages of this method, i.e. particles will never be drawn from hopeless area of the state space, and the particle number is reduced.     

基于支持向量机粒子滤波的目标跟踪算法

针对传统粒子滤波目标跟踪算法存在的粒子退化问题,提出了一种新的基于支持向量机的粒子滤波目标跟踪算法。该算法利用滤波过程中的预测粒子集及其权值,使用支持向量机估计出系统状态的后验概率密度,再根据该概率密度重采样更新粒子集,以提高粒子的多样性,从而克服粒子的退化现象。仿真结果表明,该算法能显著增加有效粒子的数量,其目标跟踪精度优于马尔可夫链蒙特卡罗移动方法以及正则粒子滤波算法。     

基于栅格粒子滤波的人体头肩三维姿态估计

为了实现单目视频中人体头部和肩部位置的自动跟踪,并估算出人体头肩部的三维姿态.提出了一种新的基于头-肩三维模型的栅格粒子滤波方法,使用Chamfer距离进行边缘相似性度量.算法使用一个预先生成的离散化的栅格状态空间,在每一个时间步将该状态空间的一个较小的子空间作为粒子的搜索空间,有效地限制了所用粒子数量,提高了粒子滤波过程的执行效率.由于三维信息的缺失,单目视频中人体三维姿态估计一直是一个难点问题.而实验结果表明,本方法能够有效并准确地估计出人体头肩部的三维姿态,为人体姿态分析和行为理解的研究提供了一个新的基础.     

视频序列的多特征粒子滤波跟踪方法

提出了一种应用于视频序列的多特征粒子滤波（PF）跟踪算法,该方法在重采样后,对每一粒子应用CamShift算法,使所有粒子都趋于一个局部稳定的位置附近. 其中,权重中的似然函数根据颜色与边缘直方图分布的Bhattacharyya系数更新．该方法结合了CamShift计算量小的特点,使PF用较少的粒子能够对目标较准确的跟踪. 实验结果表明,该方法对遮挡具有一定的鲁棒性．     

基于迭代sigma点粒子滤波的再入目标跟踪

标准粒子滤波提议分布选择时,由于没有计入最近的观测值信息,重要性权的方差随时间递增,导致权值蜕化。针对这一问题提出了一种新的滤波算法,迭代sigma点粒子滤波算法。该算法在预测时采用sigma点粒子滤波产生拟合概率密度函数的加权粒子,并通过观测值对加权粒子进行更新;修正过程采用迭代卡尔曼滤波优化预测阶段得到的描述状态分布的均值和方差。将其运用于再入大气层目标的跟踪模型,仿真结果表明:与标准粒子滤波相比,该算法能保证滤波收敛,具有更高的估计精度和更好的鲁棒性。     

一种电网滤波器优化配置新算法

针对北碚110kV配电网谐波的特点,提出一种基于改进模拟退火一粒子群的电网滤波器优化配置算法.基于自适应惯性因子w和存储器,以滤波器一次投资最小为目标,在给定电网范围内优化配置有源和无源滤波器,使配电网中各节点的谐波畸变率满足谐波的标准要求.通过算法寻优求解,给出最优的滤波器配置方案;Matlab/Simulink仿真...