一种基于多传感器数据融合的目标跟踪算法

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多传感器数据融合算法的研究与应用

多传感器数据融合算法的研究与应用

3、神经网络法:这种方法利用神经网络的自适应学习能力,将多个传感器 的数据进行融合,以获得最优的估计结果。其优点是适用于非线性系统的数据融 合,具有自适应学习能力;缺点是训练时间长,需要大量的样本数据进行训练。
4、遗传算法:这种方法利用遗传算法的全局搜索能力,对多个传感器的数 据进行融合,以获得最优的估计结果。其优点是适用于复杂系统的数据融合,具 有全局搜索能力;缺点是容易陷入局部最优解。
4、医疗诊断:通过对多个医疗设备的传感数据进行融合,可以提高医疗诊 断的准确性和可靠性。例如在医学影像中,通过对X光、CT、MRI等多种影像数据 的融合,提高医学诊断的准确性和可靠性。
5、交通管理:通过对多个交通传感器的数据进行融合,可以实现智能交通 管理。例如在交通控制中,通过对车流量、速度、道路状况等多种传感器的数据 进行融合实现对交通的有效控制和管理。
8、导航系统:在导航系统中常利用多传感器信息融合技术以提高导航系统 的定位精度和稳定性;例如通过GPS和惯性测量单元(IMU)的数据融合以实现高 精度导航。
9、无人系统:在无人驾驶、无人机等无人系统中常利用多传感器信息融合 技术以实现对环境的感知和理解以及自主决策和控制;例如通过摄像头、雷达、 超声波等传感器的数据融合以实现无人车的自动驾驶或无人机自主飞行。
参考内容二
随着科技的快速发展,多传感器数据融合技术在许多领域都得到了广泛的应 用。这种技术通过整合多个传感器的数据,可以提供更全面、准确的信息,有助 于提高决策的精度和效率。多传感器数据融合算法是实现这一目标的关键。本次 演示将对多传感器数据融合算法进行综述。
一、多传感器数据融合的基本概 念
多传感器数据融合是一种利用多个传感器获取和整合信息的技术。这些传感 器可以是有线的,也可以是无线的,可以在同一环境中部署,也可以分布在不同 地理位置。通过数据融合,我们可以获得比单一传感器更丰富、更准确的信息。

融合顺序敏感的多传感器GM-PHD跟踪算法研究

融合顺序敏感的多传感器GM-PHD跟踪算法研究

融合次序敏感的多传感器GM-PHD跟踪算法探究Mixture Probability Hypothesis Density)跟踪算法。

该算法接受了多个传感器的数据融合,实现了对目标的跟踪和位置猜测,并通过次序敏感方法改进了算法的鲁棒性和跟踪精度。

试验表明,本算法能够有效跟踪目标,缩减“传感器失联”、“传感器漂移”的影响,在多传感器跟踪领域有较大的应用前景。

关键词:多传感器;GM-PHD;次序敏感;目标跟踪;数据融合一、引言近年来,随着传感器技术的飞速进步,多传感器目标跟踪技术也得到了迅猛的进步。

多传感器目标跟踪技术利用多个传感器得到的数据,对目标进行多源信息融合,可大大提高目标跟踪的准确性和鲁棒性。

然而,在多传感器目标跟踪中,“传感器失联”、“传感器漂移”等问题也变得突出,这些问题会导致目标的跟踪精度降低,甚至失效。

为了提高多传感器目标跟踪的鲁棒性和精度,本文基于GM-PHD(Gaussian Mixture Probability Hypothesis Density)跟踪算法,提出了一种次序敏感的多传感器跟踪算法。

在此基础上,接受了多源数据融合技术,实现了对目标的多源信息得到和位置猜测,显著提高了跟踪精度和鲁棒性。

二、多传感器跟踪算法探究2.1 GM-PHD算法原理GM-PHD算法是一种基于概率密度的目标跟踪算法,它使用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model)来描述目标的位置和速度信息。

GM-PHD算法的核心思想是基于观测数据和历史轨迹来推断目标状态。

2.2 多传感器跟踪算法构建本文针对已有的多传感器跟踪算法进行优化,起首接受数据融合技术,实现了多个传感器数据的汇聚和处理。

然后针对传感器失联和漂移等问题,提出了一种次序敏感的算法。

该算法能够在传感器失联等状况下,自适应调整跟踪模型,提高跟踪精度和鲁棒性。

三、试验结果与分析为了验证本文提出的多传感器次序敏感GM-PHD算法的有效性,我们进行了模拟试验和真实数据试验。

多源异构感知数据融合方法及其在目标定位跟踪中的应用

多源异构感知数据融合方法及其在目标定位跟踪中的应用

多源异构感知数据融合方法及其在目标定位跟踪中的应用一、本文概述随着信息技术的飞速发展,感知数据的获取与处理已成为众多领域,如智能监控、自动驾驶、航空航天等的关键技术。

其中,多源异构感知数据融合技术更是成为了一个研究热点。

本文旨在探讨多源异构感知数据融合方法,以及其在目标定位跟踪中的应用。

本文将介绍多源异构感知数据的概念和特点,阐述数据融合的必要性和挑战。

在此基础上,我们将详细讨论多源异构感知数据融合的关键技术,包括数据预处理、特征提取、数据融合算法等。

这些技术是实现高效、准确数据融合的关键。

本文将重点探讨多源异构感知数据融合在目标定位跟踪中的应用。

我们将分析目标定位跟踪的基本原理和方法,以及多源异构感知数据融合如何提升目标定位跟踪的精度和鲁棒性。

我们还将讨论在实际应用中可能遇到的问题和挑战,并提出相应的解决方案。

本文将总结多源异构感知数据融合方法及其在目标定位跟踪中的应用现状,并展望未来的发展趋势。

我们希望通过本文的研究,能够为多源异构感知数据融合技术的发展和应用提供有益的参考和启示。

二、多源异构感知数据融合方法多源异构感知数据融合方法是指将来自不同感知设备、不同数据格式和不同类型的数据进行有效融合,以提高数据质量、增强信息的完整性和准确性,从而实现更精确的目标定位与跟踪。

需要对各个感知设备采集的数据进行预处理。

预处理包括数据清洗、去噪、标准化和归一化等操作,目的是消除数据中的冗余、错误和噪声,使数据更适合后续的融合处理。

接下来,对预处理后的数据进行特征提取。

特征提取的目的是从原始数据中提取出与目标定位跟踪相关的关键信息,如目标的形状、大小、颜色、纹理等。

对于不同类型的感知数据,需要采用相应的特征提取方法。

数据融合策略是多源异构感知数据融合方法的核心。

根据数据的特性和应用场景,可以选择不同的融合策略,如加权平均融合、卡尔曼滤波融合、基于机器学习的融合等。

加权平均融合适用于数据质量相近的情况,卡尔曼滤波融合适用于动态目标跟踪,而基于机器学习的融合则适用于复杂场景下的数据融合。

在Matlab中使用多传感器数据融合和目标跟踪

在Matlab中使用多传感器数据融合和目标跟踪

在Matlab中使用多传感器数据融合和目标跟踪近年来,随着传感器技术的不断发展和成熟,多传感器数据融合和目标跟踪技术逐渐成为了研究的热点。

利用多个传感器采集到的数据来对目标进行跟踪,可以提高系统的准确性和鲁棒性,适用于许多领域,如环境监测、智能交通和军事等。

多传感器数据融合是指将来自不同传感器的数据进行综合和整合,从而得到更准确、更全面的信息。

Matlab作为一种功能强大的数据处理工具,在多传感器数据融合和目标跟踪领域得到了广泛应用。

它提供了丰富的工具箱和函数,能够帮助研究人员高效地进行数据处理和分析。

在Matlab中,可以利用矩阵运算和向量化操作来处理多传感器数据融合问题。

例如,可以使用卡尔曼滤波算法来对传感器数据进行融合和估计。

卡尔曼滤波是一种基于状态空间模型的最优估计算法,可以根据系统的动态模型和观测模型,通过递归估计方法来获得目标的状态信息。

利用Matlab中提供的卡尔曼滤波工具箱,可以快速地实现多传感器数据融合和目标跟踪算法。

除了卡尔曼滤波外,Matlab还提供了其他一些常用的多传感器数据融合算法,如粒子滤波、扩展卡尔曼滤波等。

这些算法都可以用于不同的应用场景,根据具体问题选择合适的算法进行多传感器数据融合和目标跟踪。

在实际应用中,多传感器数据融合和目标跟踪技术面临许多挑战。

例如,不同传感器之间的数据存在误差和噪声,需要对其进行校准和修正;目标跟踪过程中,目标的运动可能是非线性和不确定的,需要采用更复杂的状态估计算法;传感器之间的数据同步和通信也是一个重要的问题。

Matlab提供了一系列解决这些问题的工具和函数,能够帮助研究人员克服这些挑战。

除了算法和工具之外,Matlab还提供了丰富的可视化和分析功能,可以帮助研究人员对多传感器数据融合和目标跟踪结果进行可视化和评估。

例如,可以使用Matlab的图形界面工具来绘制目标的轨迹和运动轨迹,以及传感器数据的变化趋势和分布情况。

这些可视化和分析结果有助于研究人员更好地理解数据融合和目标跟踪过程,从而进一步改进算法和系统性能。

基于多传感器视听融合的三维目标跟踪

基于多传感器视听融合的三维目标跟踪

o p t i m i z a t i o n ( P S O) T R I B E S lg a o r i t h m . T h e e x p e r i m e n t s s h o w t h a t , c o m p a r e d w i t h t h e t r a d i t i o n a l me t h o d , t h i s n e w
新方法 , 介绍 了一个包含 2个麦 克风和立体 视觉的简单跟踪系统 , 由这 2个 系统 提供 的定 位估 计使 用一种 改进 的 P S O算法 ( T R I B E S ) 来融合 、 综 合 2种传感器各 自的优点 。实验表 明: 与传 统的方法相比 , 这种新技 术可以实现更快 、 更精确 的跟踪性 能。 关键词 :目标 跟踪 ; 广义互相关 函数 ; C A Ms h i i; f T R I B E S ; 立体视觉 中图分类号 :T P 2 4 2 . 6 文献标识 码 :A 文章编号 :1 0 0 0 - - 9 7 8 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 - - 0 0 4 7 - 0 3
( 江 南 大 学 物联 网 工 程 学 院 。 江 苏 无锡 2 1 4 1 2 2 )

要 :目前的跟踪技术主要是用完全基 于声音或 视觉的传感 器 , 但 音频定位具 有精度差 而覆盖 面广的
特点 , 视觉跟踪具有定位精 度高而受摄录角度 限制 的特 点 , 以至于 在复杂 环境下难 以取得 理想 的跟踪效 果。针对这一问题 , 提 出了一 种利 用从 立体视觉和立体音 频得到 的融合 信息对 三维物体进行 目标 跟踪 的
( S c h o o l o f I n t e r n e t o f T h i n g s E n g i n e e r i n g , J i a n g n a n Un i v e r s i t y , Wu x i 2 1 4 1 2 2 , C h i n a )

基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述

基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述

基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术综述一、引言随着计算机视觉和深度学习技术的快速发展,目标跟踪技术在各个领域的应用日益广泛。

在一些特殊环境下,如低光、强光、复杂背景等情况下,单一传感器的RGB目标跟踪技术往往无法满足需求。

因此,基于多传感器的RGB-T目标跟踪技术逐渐受到研究者的关注。

本文将综述基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术的研究进展和应用情况,探讨其方法、挑战和发展方向。

二、多传感器的RGB-T目标跟踪技术1. RGB-T目标跟踪的定义和特点RGB-T目标跟踪是指通过同时利用RGB传感器和热红外(Thermal-IR)传感器的信息来实现目标的准确跟踪。

由于热红外传感器能够提供目标的热能信息,因此在特殊环境下,通过融合RGB和热红外传感器的信息,能够提高目标跟踪的鲁棒性和准确度。

2. RGB-T目标跟踪的挑战与传统的RGB目标跟踪技术相比,RGB-T目标跟踪面临着更大的挑战。

首先,由于RGB和热红外传感器之间存在信息差异,如颜色、纹理等特征的差异,导致传感器融合时的异构性问题。

其次,由于特殊环境下的光照、背景等干扰因素,导致目标在不同传感器下呈现出不同的外观。

因此,如何有效地融合不同传感器的信息,提高目标跟踪的鲁棒性和准确度,是RGB-T目标跟踪技术面临的关键问题。

三、基于深度学习的RGB-T目标跟踪技术1. 基础模型:卷积神经网络(Convolutional NeuralNetwork,CNN)CNN是深度学习中最重要的模型之一,其能够自动学习图像的高层特征。

在RGB-T目标跟踪中,通过将RGB和热红外图像输入CNN,可以得到更具有鲁棒性和准确度的特征表示。

2. 融合模型:多模态融合为了解决RGB和热红外传感器间的异构性问题,研究者们提出了多种多模态融合的方法。

其中,基于特征融合的方法通过将RGB和热红外图像的特征进行融合,得到更丰富的特征表示。

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究

基于多传感器信息融合的无人机目标跟踪研究一、介绍随着无人机技术的快速发展,无人机在多个领域中扮演着重要角色,包括军事、航空、物流、环境监测等。

其中,目标跟踪是无人机领域中的一个重要应用,通过无人机对目标的跟踪和监测,可以实现对目标的定位、计数、识别和追踪等功能。

传统的目标跟踪方法往往依赖于单一传感器,如摄像头或雷达,而基于多传感器信息融合的目标跟踪能够提供更加准确和可靠的监测结果。

二、多传感器信息融合的意义1. 提高目标检测准确性基于多传感器的目标跟踪系统可以利用不同类型的传感器,如摄像头、雷达、红外传感器等,综合各传感器的信息来进行目标的检测和跟踪。

不同传感器之间相互补充,可以克服单一传感器的局限性,提高目标检测的准确性。

2. 增强抗干扰能力在复杂环境下,传统的单一传感器容易受到各种干扰,例如光照条件、气候变化、目标遮挡等。

而多传感器信息融合技术能够通过将多源数据进行综合分析,减少干扰的影响,从而提高目标跟踪系统的鲁棒性和抗干扰能力。

三、多传感器信息融合的方法1. 数据融合数据融合是将来自不同传感器的原始数据进行整合和处理的过程。

主要包括数据预处理、特征提取和特征融合等环节。

其中,数据预处理主要包括数据校正、数据同步和数据对齐等操作;特征提取则是从原始数据中提取有用的特征,可以使用机器学习或人工智能算法进行处理;特征融合则是将不同传感器提取的特征进行融合,以得到更加准确和全面的目标信息。

2. 信息融合信息融合是在数据融合的基础上,将不同传感器的信息进行整合和综合的过程。

可以通过概率统计方法、模型融合方法以及卡尔曼滤波等算法来完成信息融合。

概率统计方法通过概率模型来描述传感器的测量误差,并根据测量误差的大小进行权重分配;模型融合方法则是将不同传感器的模型进行融合,以得到更加准确和可靠的目标跟踪结果;而卡尔曼滤波则是一种递归滤波算法,可以根据系统动态方程和观测方程,利用上一时刻的状态估计和观测信息进行滤波优化。

基于多传感器信息融合的动态目标检测与识别

基于多传感器信息融合的动态目标检测与识别

2、特征提取:针对不同的传感器类型和目标特性,提取能够表征目标状态和 行为的有效特征。这些特征可以包括目标的位置、速度、形状、纹理等。
3、目标检测与分类:利用适当的算法对提取的特征进行分类和识别。常用的 方法包括贝叶斯分类器、支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等。
4、跟踪与轨迹分析:通过关联不同时间戳下的目标位置和其他相关信息,实 现对目标的跟踪。在此基础上,可以对目标的运动轨迹进行分析,以推断其行 为模式和意图。
5、农业应用:在农业领域,多传感器信息融合技术可以为作物生长状况、病 虫害预警等方面提供准确信息。通过智能化决策和管理,可以提高农作物产量 和质量,实现农业生产的可持续发展。
四、挑战与展望
尽管基于多传感器信息融合的动态目标检测与识别在许多领域取得了显著的成 果,但仍面临一些挑战和未来的研究方向。首先,如何处理不同传感器之间的 时空配准问题仍是一个关键挑战。其次,如何选择和优化特征提取方法以提高 分类和识别的准确
这可能对车辆的实时性产生影响。此外,不同传感器可能存在互补和冗余信息, 需要对其进行有效的信息融合和处理。
综上所述,多传感器融合的智能汽车多目标检测技术是实现智能汽车的关键技 术之一。通过将不同传感器的数据进行融合,可以获得更准确、更全面的目标 信息,从而提高车辆的安全性、舒适性和燃油经济性。未来,随着和传感器技 术的不断发展,
多传感器融合技术可以概括为以下几种类型:
1、传感器互补融合:这种方法通过将不同传感器的数据进行互补,来提高目 标检测的准确性。例如,激光雷达和摄像头同时获取车辆周围的目标信息,激 光雷达可以检测到远距离的目标,而摄像头则可以获取目标的详细信息,如颜 色、形状等。
2、传感器融合中的卡尔曼滤波:这种方法通过卡尔曼滤波器将不同传感器的 数据进行融合,来提高目标检测的稳定性和准确性。例如,在车辆导航中,可 以将GPS和惯性传感器进行融合,通过卡尔曼滤波器来提高车辆定位的准确性 和稳定性。

基于多传感器融合与数据融合的目标跟踪算法研究

基于多传感器融合与数据融合的目标跟踪算法研究

基于多传感器融合与数据融合的目标跟踪算法研究目标跟踪算法是计算机视觉领域中的一个重要研究方向,它在物体识别、视频监控、自动驾驶等应用中具有广泛的应用前景。

多传感器融合与数据融合是目标跟踪算法中的两个关键问题,通过融合多传感器的信息和多源数据的信息,能够提高目标跟踪的精度和鲁棒性。

本文将深入研究基于多传感器融合与数据融合的目标跟踪算法,探讨其原理、方法和应用。

首先,我们来了解一下多传感器融合的概念和优势。

多传感器融合是指利用多个不同类型、不同特征的传感器收集的信息,将它们进行融合,从而得到更准确、更全面的目标跟踪结果。

传统的目标跟踪算法往往只使用单一传感器的数据,容易受到环境变化、噪声干扰等因素的影响。

而多传感器融合能够有效地提高目标跟踪的稳定性和鲁棒性,提高目标跟踪算法的性能。

多传感器融合的关键在于融合各个传感器的信息,可以使用各种数据融合技术。

常见的数据融合技术包括加权平均法、最大似然估计法、卡尔曼滤波法等。

加权平均法是一种简单直观的融合方法,它根据各个传感器的可靠性为其赋予不同的权重,并将各个传感器的输出进行加权平均。

最大似然估计法是一种利用概率模型进行数据融合的方法,根据各个传感器的输出情况来估计目标的状态。

卡尔曼滤波法是一种基于状态估计的数据融合方法,通过系统的状态模型和观测模型来预测和修正目标的状态。

这些方法在不同的场景和需求下具有不同的优势,可以根据具体的应用需求选择适合的数据融合技术。

除了多传感器融合,数据融合也是目标跟踪算法中关键的一环。

数据融合是指将来自不同源头、不同类型的数据进行融合,能够提供更全面、更准确的目标信息。

常见的数据融合包括图像融合、特征融合和时空融合等。

图像融合是指将来自不同传感器的图像进行融合,得到更清晰、更全面的目标图像。

特征融合是指将来自不同传感器的特征进行融合,提取出更丰富、更准确的目标特征。

时空融合是指将来自不同时间和空间的数据进行融合,获取更准确、更稳定的目标位置和运动信息。

基于红外和雷达数据融合的机动目标跟踪方法

基于红外和雷达数据融合的机动目标跟踪方法

1 引 言
的延迟或通信 延迟 , 从而产 生 了异 步传感 器数据
基于数据融合思想的多传感器跟踪系统已成为 当今的研究热点¨ 。多 目标多传感器跟踪系统的 】 基本问题主要有关联处理、 融合 、 航迹管理以及性能 评估等问题 , 其中关联处理和融合算法是多 目标多 传感器跟踪系统的两个重要 的问题 】 ,目前最主 要的多传感器 多 目标跟踪算法是 多传感 器联合概
Ab t a t hl sr c :
8 n n a a r h s o l o e s r r e a k n y tm ,t e me s r me t r - e t a d r d ra et emo tc n l n s n o si t g t r c i gs s er n na t e h- Ⅱ a u e n a ea s
tr es i l t n r s l h w i ci ov s n h o o sp a g t ,smu a i e ut s o t an s le a y c r n u m ̄e o s m me s r me t t e a u e ns wo8 m ig p e iin c n b u r n e d n r cso a e g a a te . Ke r s: fa e e s r a a ;d t s n;ma e v r g tr e ;cu tr y wo d i r rd s n o ;rd r a a f i n u o n u ei g t l t n a e ,me l  ̄ eta k al W rc -
踪 的影 响 , 能保证 一定 的跟 踪精度 。 并 关键 词 : 外传 感器 ; 红 雷达 ; 数据 融合 ; 动 目标 ; 机 杂波
中图分 类号 :P 1 ;N 5 T 2 2T 93 文献 标识 码 : A

概率数据关联算法pda

概率数据关联算法pda

概率数据关联算法pda摘要:1.概率数据关联算法简介2.PDA算法原理3.PDA算法应用领域4.PDA算法优缺点5.我国在PDA算法的研究与发展正文:一、概率数据关联算法简介概率数据关联算法(Probabilistic Data Association,PDA)是一种用于处理多传感器数据融合和目标跟踪问题的算法。

它通过概率论的方法,对数据进行关联,从而实现对多个传感器采集到的数据进行有效融合,提高目标跟踪的准确性和实时性。

二、PDA算法原理PDA算法主要基于贝叶斯网络和隐马尔可夫模型(HMM)。

它首先对每个传感器获取的数据进行概率计算,然后通过关联概率矩阵来判断各个数据之间的关联性。

在关联概率矩阵的基础上,PDA算法对数据进行关联,得到关联结果。

三、PDA算法应用领域1.军事领域:PDA算法在军事领域主要用于雷达、红外等多传感器目标跟踪,提高跟踪精度,降低虚警概率。

2.航空航天领域:PDA算法在航空航天领域应用于卫星观测、航空器监测等,提高数据处理速度和准确性。

3.智能交通领域:PDA算法在智能交通领域可以实现车辆识别、轨迹跟踪等功能,为智能交通系统提供数据支持。

四、PDA算法优缺点优点:1.实时性:PDA算法能够快速处理多传感器数据,实现实时关联和跟踪。

2.准确性:PDA算法通过概率论方法,有效提高数据关联的准确性。

3.适应性:PDA算法具有较强的环境适应性,能够在复杂环境下实现数据融合和目标跟踪。

缺点:1.计算复杂度较高:PDA算法的计算复杂度较高,对硬件设备要求较高。

2.参数调整困难:PDA算法的性能很大程度上取决于参数设置,需要经验丰富的专家进行调整。

五、我国在PDA算法的研究与发展我国在PDA算法领域取得了显著的成果,主要包括以下几个方面:1.理论研究:我国学者在PDA算法的理论研究方面做出了重要贡献,提出了许多改进算法和优化方法。

2.应用研究:我国在PDA算法应用研究方面取得了丰富成果,成功应用于多个领域,如军事、航空航天、智能交通等。

多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法的研究的开题报告

多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法的研究的开题报告

多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法的研究的开题报告一、选题依据目前随着传感技术的不断发展,传感器的类型和数量也不断增加,几乎所有的行业都产生了大量的传感数据。

而这些数据的分析和利用,依赖于精确的航迹关联和目标跟踪算法,以提高数据的准确性和可靠性。

因此,本研究的选题依据于实际需求和现实背景,对多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法进行研究和探讨,以提高多传感器融合效率和准确性。

二、研究内容和方法1. 研究内容本研究将着重研究多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法,主要包括以下内容:(1) 多传感器数据融合系统概述:介绍多传感器数据融合系统的概念、原理、应用和发展趋势。

(2) 航迹关联算法:研究不同传感器数据之间的匹配和关联方法,提出适合多传感器数据融合的航迹关联算法。

(3) 目标跟踪算法:针对目标数量多、密度高的情况,研究基于多传感器数据融合的目标跟踪算法,提高目标识别和跟踪的准确性与效率。

(4) 算法性能测试与分析:通过实验数据对所提出的算法进行测试,分析算法在不同情况下的性能,优化算法结构和参数。

2. 研究方法(1) 文献资料分析法:通过查询文献资料,了解传感器技术和多传感器数据融合算法的发展历程和现状,为研究奠定基础。

(2) 实验研究法:通过设计实验,在不同环境下对所提出的算法进行验证和测试,获得实验数据,分析测试结果。

(3) 模拟仿真法:通过对多传感器数据的模拟和仿真,测试不同算法在模拟环境下的性能和优化方向。

(4) 算法优化法:针对实验和模拟过程中出现的问题和不足,对算法进行优化改进,提高算法的性能。

三、研究意义(1) 对于实际应用,提高了多传感器数据融合系统的效率和准确性。

(2) 对于学术研究,探讨了多传感器数据融合系统中的航迹关联和目标跟踪算法的研究方向和思路。

(3) 对于传感技术的推广和应用,发挥了积极推动作用。

四、研究计划阶段 | 研究内容 | 方法第一阶段 | 多传感器数据融合系统概述 | 文献分析法第二阶段 | 航迹关联算法研究 | 实验研究法与模拟仿真法第三阶段 | 目标跟踪算法研究 | 实验研究法与模拟仿真法第四阶段 | 算法性能测试与分析 | 实验研究法与算法优化法五、预期成果(1) 提出适应于多传感器数据融合的航迹关联算法,创新针对多种传感器应用的匹配策略;(2) 提出适应于密集目标识别情况下的多传感器数据融合目标跟踪算法,提高目标识别和跟踪效率;(3) 发表相关领域的学术论文和会议文章,为本领域的发展和研究提供重要的参考和支持。

一种多传感器融合的多维数据互联算法

一种多传感器融合的多维数据互联算法

盖 区域 分 区处理 , 进 行 多 目标 跟 踪 模 式 的判 断 ; 其次 , 根 据跟 踪模 式选 取不 同维 数 的多维分 配相 关算 法进行
相关处理 , 分析了多维分配算法存在的问题并给出了 算 法 实现 的伪代 码 。本文 根据 目标 的跟踪 模式 自适 应 选择数据相关算法 , 针对 s — D分配算法的拉格 朗 日 技 术实现进行改进 , 给出了算法实现的伪代码 , 算法在弹 道 目标 跟踪 仿 真实验 中取 得 了好 的效 果 。 目前 算法 已 应 用 到实装 系 统装 备 中 , 对 复杂 场 景 下 的 多 目标 跟 踪
对复杂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ境 下的多 目标也能进行稳定地跟踪 。 关 键词 : 多传感器融合 ; 数据关联 ; 多维分配 ; 弹道 目标
A M ul id t i me n s i o na l Da t a As s o c i a t i o n Al g o r i t hm f o r Mu l t i s e n s o r Fu s i o n
Ke y wo r ds:m u l t i s e n s o r f us i o n;d a t a a s s o c i a t i o n; mul t i d i me n s i o n a l a s s i n me g nt ;b ll a i s t i c t a r g e t
S UN We i
( N a n j i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f E l e c t r o n i c s T e c h n o l o g y , N a n j i n g 2 1 0 0 3 9 , C h i n a )

多传感器信息融合的目标跟踪算法研究

多传感器信息融合的目标跟踪算法研究

—— ( 式1 )
——( 式2 )
x( k +1 ) :f [ k , ( 七 ) ] +G ( ) ( )
—— ( ] 9 J
Z( 七 ) =h [ k , ( ) ] + ( 七 )
—— ( 式1 0 )
这里 ,加速度 a( )由机动加速度 “ ( )和随机加速
—— ( 式3 )
所 以,合并式 1 ~3可 以得到状态 空间模 型:
态值 ( 0 1 0 ) 和协方差矩 阵 P( O l O ) 。 可 以得到扩展 Ka l ma n a c 滤波算法如下 : ( 七 l 七 + 1 ) :/ ( A ( 后 l 后 ) )

s ( k + 1 ) 1  ̄ l F f q 圳 +
1 引言
随着科 技的飞速发展 , 传感器在不 同领域得 到广泛的使 用 ,不仅仅是在一些特定 的危 险环境下 ,传 感器 充当着人们 的 “ 耳 目” ,而且在一 些高精度要求 的环境 中,高性能 的传 感器所获得 的信息数据指标更 是人类 不能替代 的。但是 ,几 乎所有传感器测量 的数据 都是受到噪声污染的 , 特别是单 一 的传感器在复杂 的、 动态变化 的、 未知 的或不确 定的环境中 , 容易受到影响数据整体正确性 的噪声干扰 。在这种情况 下,
斯 白噪 声的情况下,方案 能有 效提 高 目标跟踪 的精度 ,跟踪误差 明显 降低 ,跟踪 效果 良好。
关键词 :多传感 器;最小二 乘;E K F
D 0I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 1 — 6 3 9 6 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 2 6
v A ,Z ( =

—— ( 1 1 )

基于多源数据融合的目标跟踪算法研究

基于多源数据融合的目标跟踪算法研究

基于多源数据融合的目标跟踪算法研究目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向,它在许多应用领域中都有广泛的应用,例如视频监控、无人驾驶、智能交通等。

目标跟踪的主要目标是通过分析视频序列中的连续帧来追踪特定目标的位置和运动轨迹。

然而,由于视频中目标的外观和运动变化复杂多样,目标跟踪面临着许多挑战。

为了克服这些挑战,多源数据融合成为了目标跟踪算法研究的一个重要的方向。

多源数据融合指的是将来自不同传感器、不同特征的数据进行融合,以提高目标跟踪算法的准确性和鲁棒性。

一般来说,多源数据融合的目标是通过充分利用不同数据源的优势,进而提高目标跟踪算法在复杂场景下的性能。

根据数据源的不同,多源数据融合可以分为传感器级融合和特征级融合两种方式。

在传感器级融合中,目标跟踪算法利用多个不同类型的传感器提供的数据进行融合。

这些传感器可以是视觉传感器、红外传感器、雷达传感器等。

通过结合不同传感器的信息,可以提高目标跟踪算法在不同光照、天气等条件下的适应能力。

例如,在夜间或恶劣天气条件下,视觉传感器可能无法提供足够清晰的目标图像,这时候红外传感器可以提供额外的信息来辅助目标跟踪算法。

传感器级融合需要解决不同传感器之间的异构性和不一致性问题,例如传感器精度的差异和数据表示的差异等。

另一种融合方式是特征级融合,它主要关注如何综合不同特征表示的目标跟踪算法。

在目标跟踪中,常用的特征包括外观特征、运动特征、空间特征等。

不同特征在不同场景下可能具有不同的优势和局限性。

特征级融合的目标是将多个特征信息进行有效的组合,以提高目标跟踪算法的鲁棒性和准确性。

例如,通过将颜色特征和纹理特征进行融合,可以更好地对目标进行描述和区分。

特征级融合还可以通过使用机器学习和深度学习等方法来学习特征之间的关系,进一步提高目标跟踪算法的性能。

除了传感器级融合和特征级融合,还存在一种更高级别的融合方式,即层次融合。

层次融合将多种融合方法结合在一起,以充分利用不同层次的信息来进行目标跟踪。

基于传感器网络的多目标跟踪和特征管理方法

基于传感器网络的多目标跟踪和特征管理方法

布 式 地 管 理
收 稿 日期 :0 2 0 — 6 2 1— 3 0
4 4-
稿 件 编 号 :0 2 3 4 2 10 0 4
感 器 网络 中进 行 实 现 。对 于 每 一个 传 感 器 , M I 中 的 多 目 D TM
作 者 简 介 : 鼎 元 ( 9 4 ) 男 , 川郫 县 人 , 士 , 理 工 程 师 。 研 究 方 向 : 电 跟 踪 与 图像 处理 。 王 18 一 , 四 硕 助 光
1 分 布 式 多 目标 跟 踪 和 特 征 管 理
文 中研 究 重 点 是 传 感 器 网络 中 多 目标 的 跟 踪 和 特 征 管
理 方 法 。每 个 传 感 器 拥 有 自 己 的观 测 区域 , 拥 有 与 其 邻 近 且 传 感 器 通 信 的 能 力 。 如 图 1 示 一 个 简 单 的二 传 感 器 的 系 所 统 , 圆 圈代 表传 感 器 的 观 测 区 域 。每 个 传 感 器 能 够 对 多 目 大 标 进 行 跟 踪 并 在 观测 区域 内管 理 目标 特 征 。 问题 的难 点 在 该 于 观 测 区域 内 目标 的数 量 会 随 时 间 而 变 化 . 此 我 们 必 须 寻 因 求 一 种 可 扩 展 的 , 相 邻 传 感 器 中具 有 本 地 一致 性 的方 法 。 在
a n eg b r g s n o s mo g n ih o n e s r.DMT M n g s i e t i s o a g t b n o o a i g lc n oma in a d ma n an o a i I ma a e d n i e f tr es y i c r r t o a i r t o n i ti s lc l t p n l f c n itn ya n eg b r g s n o r u h i fr a in f so . i al , h x e me t lop v st a u h meh d c ud o ss c mo gn ih o n e s r t o g o e i s h n m t i n F n l t e e p r n s r e t s c t o o l o u y i a o h t c l p et r esa d ma a et erie t isp e iey a d ef in l i r ue e s r ewok e vr n n. r k mu t l g t n n g i d n i e r c s l n f ce t i ad si td s n o t r n i me t a i a h t i yn tb n o

多传感器协同跟踪管理与应用

多传感器协同跟踪管理与应用

多传感器协同跟踪管理与应用引言多传感器协同跟踪管理与应用是一种通过整合多个传感器的数据来实现目标跟踪和管理的技术。

随着传感器技术的不断发展,各种类型的传感器被广泛应用于各个领域,包括工业、农业、交通等。

传感器的种类多样化、功能不同化给目标跟踪和管理带来了更大的挑战,为了提高目标跟踪和管理的准确性和效率,多传感器协同跟踪管理与应用成为了热门的研究方向。

传感器协同跟踪管理的原理传感器协同跟踪管理是指通过融合多个传感器的数据来实现对目标的跟踪和管理。

传感器的数据可以包括位置、速度、方向、环境信息等多种类型的数据。

传感器协同跟踪管理的原理可以分为以下几个步骤:1.数据采集:多个传感器同时采集目标的相关数据,包括位置、速度、方向等信息。

2.数据融合:将多个传感器采集到的数据进行融合,通过算法将数据进行整合,得到目标的综合信息。

3.目标跟踪:根据融合后的数据,通过算法对目标进行跟踪和管理,包括位置预测、速度预测、碰撞预警等。

4.数据传输:将跟踪和管理的结果通过网络等方式传输给相关的人员或设备进行实时监控和应用。

传感器协同跟踪管理的应用传感器协同跟踪管理在各个领域有广泛的应用,以下是几个常见的应用场景:工业领域在工业领域中,通过多传感器协同跟踪管理可以实现对生产线上的物料和设备的实时监控和管理。

例如,通过在生产线上安装多个传感器,可以实时监测物料的位置和状态,及时发现异常情况并采取相应的措施,提高生产效率和质量。

农业领域在农业领域中,通过多传感器协同跟踪管理可以实现对农作物的生长状态和环境参数的监测和管理。

例如,通过在农田中安装多个传感器,可以实时监测土壤湿度、温度等参数,根据监测结果调整灌溉和施肥的方式,提高农作物的产量和质量。

交通领域在交通领域中,通过多传感器协同跟踪管理可以实现对车辆和行人的实时监控和管理。

例如,在交叉路口安装多个传感器,可以实时监测车辆和行人的位置和速度,通过算法预测交通流量,及时调整信号灯的时间间隔,减少交通拥堵和事故发生的概率。

《多传感器船只目标跟踪与融合算法》范文

《多传感器船只目标跟踪与融合算法》范文

《多传感器船只目标跟踪与融合算法》篇一一、引言随着科技的不断进步,多传感器技术在船只目标跟踪与融合算法中得到了广泛应用。

多传感器船只目标跟踪与融合算法通过整合不同传感器的数据,提高了目标跟踪的准确性和可靠性。

本文将详细介绍多传感器船只目标跟踪与融合算法的原理、应用及其实验结果。

二、多传感器船只目标跟踪与融合算法的原理多传感器船只目标跟踪与融合算法主要包括传感器数据采集、预处理、特征提取、目标跟踪和融合等步骤。

首先,通过不同传感器(如雷达、红外、可见光摄像头等)采集船只周围环境的数据。

然后,对采集到的数据进行预处理,包括去噪、校正等操作,以便后续的特征提取和目标跟踪。

接着,利用特征提取技术从预处理后的数据中提取出目标船只的特征信息。

随后,采用目标跟踪算法对提取出的特征信息进行跟踪,实现对船只的实时定位和轨迹预测。

最后,通过融合算法将不同传感器的数据信息进行融合,提高目标跟踪的准确性和可靠性。

三、多传感器船只目标跟踪与融合算法的应用多传感器船只目标跟踪与融合算法在海洋监视、海上交通管理、军事侦察等领域具有广泛的应用。

在海洋监视方面,该算法可以实现对船只的实时定位和轨迹预测,提高海洋监管的效率和准确性。

在海上交通管理方面,该算法可以帮助船舶避免碰撞,提高海上交通的安全性。

在军事侦察方面,该算法可以实现对敌方船只的实时监控和追踪,为军事行动提供支持。

四、实验结果与分析为了验证多传感器船只目标跟踪与融合算法的有效性,我们进行了实验。

实验中,我们采用了雷达、红外和可见光摄像头等多种传感器进行数据采集。

首先,我们对采集到的数据进行预处理和特征提取。

然后,采用目标跟踪算法对提取出的特征信息进行跟踪。

最后,通过融合算法将不同传感器的数据信息进行融合。

实验结果表明,多传感器船只目标跟踪与融合算法可以有效地提高目标跟踪的准确性和可靠性。

与单一传感器相比,该算法可以更好地处理传感器数据之间的冗余和互补性,提高了整体的目标跟踪性能。

基于多源信息融合的目标跟踪技术研究

基于多源信息融合的目标跟踪技术研究

基于多源信息融合的目标跟踪技术研究随着科技的不断发展,智能化技术的应用越来越广泛,其中目标跟踪技术是智能化技术的重要组成部分。

在早期目标跟踪技术的应用中,主要采用单一目标传感器对目标进行跟踪,但是这种方法存在着信息不足、识别误差等问题。

基于多源信息融合的目标跟踪技术是一种新兴的技术方法,它能够采用多传感器的信息进行整合,从而实现更为准确和稳定的目标跟踪。

下面,我们将从多个角度对基于多源信息融合的目标跟踪技术进行深入的研究。

一、基于多传感器的信息融合传统的目标跟踪技术只采用单传感器的信息进行跟踪,这种方法存在信息不足或者识别误差等问题。

为了克服这个问题,基于多源信息融合的目标跟踪技术被引入到了目标跟踪的应用中。

不同传感器的信息可以互相补充和协同,从而提高了整个目标跟踪系统的准确性和稳定性。

多传感器的信息融合技术的实现需要几点关键技术:传感器数据的预处理,数据的特征提取,数据融合和跟踪决策。

二、特征建模和数据融合特征建模和数据融合是基于多源信息融合的目标跟踪技术中的关键步骤。

传感器所获得的数据需要进行特征提取和分析,将不同传感器获得的特征进行整合,提高整个目标跟踪系统对目标的识别和跟踪能力。

数据融合一般包括三种方式:基于权重的数据融合、基于决策的数据融合和基于模型的数据融合。

数据融合技术可以提高整个目标跟踪系统的识别准确性和鲁棒性,尤其是在目标存在遮挡、光照变化和噪声干扰等情况下。

三、目标跟踪算法的优化多源信息融合的目标跟踪技术需要对跟踪算法进行优化,以适应不同目标和场景下目标的跟踪需求。

具体来说,算法优化包括目标模型建立、目标状态估计、跟踪过程中状态更新和目标状态预测等步骤。

目标模型建立需要考虑到目标的特征、运动规律、姿态等信息,目标状态估计需要依靠机器学习、深度学习和贝叶斯网络等方法进行估计,状态更新和目标状态预测则需要利用目标运动规律等先验信息和多源信息的融合来优化。

四、应用前景和发展趋势基于多源信息融合的目标跟踪技术在军事、安全、交通、环保等领域具有广泛的应用前景。

一种基于多传感器融合的车辆轨迹拟合方法

一种基于多传感器融合的车辆轨迹拟合方法

一种基于多传感器融合的车辆轨迹拟合方法引言:随着自动驾驶技术的快速发展,车辆轨迹拟合成为了一个重要的问题。

车辆轨迹拟合是指将车辆行驶过程中的位置数据进行拟合,以获取车辆的准确轨迹信息。

传统的车辆轨迹拟合方法主要依赖于GPS数据,但由于GPS信号的不稳定性和多普勒效应等问题,拟合结果往往存在较大误差。

为了提高车辆轨迹拟合的精度和稳定性,基于多传感器融合的方法应运而生。

多传感器融合的优势:多传感器融合是指通过同时使用多个传感器获得的数据来提高系统性能的一种技术。

在车辆轨迹拟合中,通过融合来自GPS、惯性测量单元(IMU)、雷达和摄像头等传感器的数据,可以充分利用各传感器的优势,弥补各传感器的缺陷,提高轨迹拟合的准确性和鲁棒性。

基于多传感器融合的车辆轨迹拟合方法:1. 数据预处理:将来自不同传感器的原始数据进行预处理。

例如,对GPS数据进行滤波和校正,去除异常值和噪声;对IMU数据进行姿态解算和运动参数提取;对雷达和摄像头数据进行目标检测和跟踪等。

2. 数据融合:将经过预处理的数据进行融合,得到综合的车辆状态信息。

常用的数据融合方法包括卡尔曼滤波、粒子滤波和扩展卡尔曼滤波等。

这些方法可以根据传感器的测量精度和系统模型,对不同传感器的数据进行加权融合,得到更准确的车辆状态估计结果。

3. 轨迹拟合:基于融合后的车辆状态信息,进行轨迹拟合。

常用的轨迹拟合方法包括最小二乘法、贝叶斯优化和样条插值等。

这些方法可以根据车辆状态的时间序列数据,拟合出连续的轨迹曲线,从而描述车辆的运动轨迹。

4. 误差校正:由于传感器的误差和不确定性,轨迹拟合结果往往存在一定的误差。

为了提高拟合精度,可以通过误差校正的方法进行修正。

例如,可以利用地图数据对拟合结果进行校正,或者通过与其他车辆的轨迹数据进行比对来纠正误差。

5. 实时更新:车辆轨迹拟合是一个动态过程,需要实时更新车辆状态信息和拟合结果。

为了实现实时更新,可以采用增量式的拟合方法,将新的测量数据与已有的拟合结果进行融合,得到更新后的轨迹信息。

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一种基于多传感器数据融合的目标跟踪算法王鲁平,李 飚,胡敏露(国防科技大学A TR 室,湖南长沙 410073)摘 要:在制导与跟踪系统中,雷达和红外成像传感器所固有的优缺点,决定了其自身的局限性,为综合利用上述传感器信息,提高目标跟踪精度,提出了一种基于雷达和红外成像传感器数据融合的交互多模目标跟踪算法,算法首先对红外图像进行处理,然后基于上述处理结果,利用交互多模算法对雷达观测信息进行目标跟踪,最后采用分布式数据融合算法得到最终目标的跟踪结果。

在有效提高跟踪精度的同时,减少了运算量。

关键词:交互多模; 目标跟踪; 数据融合中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:100722276(2004)022*******T arget tracking algorithm based on the data f usion of multi 2sensorWAN G Lu 2ping ,L I Biao ,HU Min 2lu(ATR Laboratory ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073,China )Abstract :Radar and IR image sensor both have disadvantages because of their intrinsic characters.For improving the target tracking performance ,an IMM target tracking algorithm is proposed to syn 2thesize the information from both of them.In this algorithm ,IR image was processed by digital image processing technology firstly.Then its result was fused with the radar information in the algorithm of IMM target tracking.At last ,the final tracking result was got through distribution method.This al 2gorithm can reduce operating time and improve the tracking precision.K ey w ords :Interactive multi 2mode ; Target tracking ; Data fusion0 引 言在制导与跟踪系统中,雷达起着重要的作用,但雷达自身存在一定的缺陷:容易受到电子干扰和反辐射导弹的攻击;存在搜索盲区等等。

与雷达不同,红外成像探测器属于被动式探测器,它通过接收目标的热辐射来进行目标成像,因此可以避免雷达的上述缺陷,同时红外成像探测器还具有测角精度高、目标识别能力强的优点,同样红外成像传感器也存在着探测距离近,受天气影响大,不能提供目标距离信息等缺点。

因此利用数据融合技术将雷达和红外成像传感器联合使用,可以有效地弥补各自的缺点,提供精度较高的目标位置和目标状态估计。

收稿日期:2003205223; 修订日期:2003205223作者简介:王鲁平(19742),男,山东青州人,博士研究生,研究方向为数字信号处理及目标自动识别。

第33卷第2期红外与激光工程2004年4月Vol.33No.2Infrared and Laser EngineeringApr.2004 在充分分析已有文献的基础上,提出一种新的基于雷达和红外成像传感器信息融合的多模目标跟踪算法,该算法充分利用传感器的具体特点,在有效提高跟踪精度的同时,减少了运算量,从而取得了较好的跟踪效果。

1 交互多模目标跟踪算法由于目标运动模型是未知的,而且随时间的变化而变化,因此在目标跟踪过程中,采用一种单一的目标运动模型很难准确描述目标的运动状态,交互多模算法(IMM )就是引入多个目标运动模型,并且对每个模型给出的目标运动状态估计按一定概率进行加权,从而实现目标跟踪。

整个交互多模算法的流程如图1所示。

图1 IMM 算法流程图Fig.1 Flow chart of IMM algorithm从图1可以看出,交互多模算法分为四个流程:(1)可根据k -1时刻各个模型的目标状态,得到k 时刻模型i 的初值X 0i-(k -1|k -1)和其相应的协方差矩阵P 0i -(k -1|k -1)。

(2)按照各运动模型的测量方程和状态转移方程进行kalman 滤波。

(3)根据各模型的数据处理结果,更改该模型的加权概率。

(4)根据各模型目标的状态估计和更新后的模型概率,得到最终目标状态估计。

2 基于雷达和红外成像传感器信息融合的目标跟踪算法 假定雷达和红外成像传感器同步工作,基于雷达和红外成像传感器信息融合的目标跟踪算法的基本流程如图2所示。

 图2 基于雷达和红外传感器信息融合的目标跟踪算法流程 Fig.2 Target tracking algorithm based on fusionwith radar and IR依据目标上一时刻的位置(x 0,y 0,z 0)和目标速度(v x ,v y ,v z ),利用投影定理换算可以得到目标在红外图像中的位置(x 0′,y 0′)以及目标在上一时刻在图像中x ,y 方向的运动速度(v x ′,v y ′),以(x 0′,y 0′)为此次红外图像处理的目标跟踪窗中心,根据目标上一时刻的运动速度(v x ′,v y ′),可以得到目标跟踪窗的长宽分别为(2v x ′Δt +δx ,2v y ′Δt +δy ),其中δx ,δy 为上一时刻的跟踪误差。

这样可以不必处理整幅图像,只需处理上述跟踪窗内的图像。

由于红外图像的帧速率比较高,目标在帧间位移比较小,因此,开窗处理有效降低了目标检测的运算量。

由于利用中值滤波可以有效地去除图像中的脉冲点,其中包括脉冲噪声和点目标。

因此对开窗后的图像f (i ,j )进行中值滤波,有:f ′(i ,j )=Median (f (i -N /2,j ),…f (i ,j ),…f (i +N /2,j ))(1)由原图像减去处理后得到的图像,有:T (i ,j )=f (i ,j )-f ′(i ,j )(2)对T (i ,j )进行二值化处理,则:T (i ,j )=1 f (i ,j )-f ′(i ,j )>T 或 T (i ,j )=0 f (i ,j )-f ′(i ,j )≤T (3)式中 T 为设定的检测门限,通过调整T 的大小,并结合上一次滤波得到的目标速度信息、运动方向,可以有效地将目标从跟踪窗中检测出来,从而得到这一时刻目标在图像中的位置(x i ,y i )。

591第2期 王鲁平等:一种基于多传感器数据融合的目标跟踪算法以这一检测结果作为红外图像的观测值Z I (k ),对这一观测值按照交互多模算法的处理流程进行数据处理,从而得到:X I (k |k )=∑ni =1X iI (k |k )u i I (k )(4)式中 X I (k |k )是利用交互多模算法对红外观测数据进行处理之后的结果;X i I (k |k )是将红外观测数据按第I 模型处理后的结果;u i I (k )是更新后的模型概率;同样,按照交互多模算法可以得到协方差P I (k |k ):P I (k |k )=∑Ni =1u i (k ){P i I (k |k )+(X iI (k |k )-X I (k |k ))(X iI (k |k )-X I (k |k ))T}(5)分别对X I (k |k )、P I (k |k )作空间变换得到X ′I (k |k )、P ′I (k |k ),以X (k |k )作为k 时刻雷达量测中心Z ′R (k |k ),则根据P ′I (k |k )可以得到雷达量测的确认区域,即满足如下条件的雷达量测: (Z R (k )-Z ′R (k |k ))T(Z R (k )-Z ′R (k |k ))< P ′I (k |k )(6)将予以确认。

结合根据红外图像检测到的目标的运动信息,可以在雷达回波中检测出k 时刻的观测值Z R (k )。

对所得到Z R (k )按照交互多模算法进行处理可以得到雷达目标状态估计和目标协方差矩阵:X R (k |k )=∑Ni =1X iR (k |k )u i (k )(7)P R (k |k )=∑Ni =1u i(k ){P iR (k |k )+(X iR (k |k )-X R (k |k ))(X i R (k |k )-X R (k |k ))T}(8)设定雷达观测的置信度为P ,则最终经过信息融合后的观测结果为:X (k |k )=X R (k |k )p +X I (k |k )(1-p )(9)P 2(k |k )=p2P 2R (k |k )+(1-p )2P 2I (k |k )+2p (1-p )cov (P I ,P R ) (10)以上就是整个算法流程。

3 实验结果假定目标在t =0~40s 沿y 轴作恒速直线运动,运动速度为-10m/s ,目标起始点为(2000,10000m ),在t =40~60s 向x 轴方向作90°的慢转弯,加速度为u x =u y =0.085m/s 2,结束时加速度降为零,从t =61~66s 开始作90°快转弯,加速度为0.5m/s 2,在66s 结束转弯,加速度降为零。

红外成像传感器和雷达采样间隔均为T =1s ,假定x 和y 独立进行观测,观测噪声标准差均为100m 。

实验中采用蒙特卡罗方法对文中的跟踪算法进行仿真分析,仿真次数为200次。

仿真过程中采用三个模型。

第一个为非机动模型,第二、三个为机动模型,设系统内部噪声方差σ=A I ,则第二个模型取A =0.001,第三个模型取A =0.0144。

Markov 概率转移控制矩阵为:P =0.970.0150.0150.0150.970.0150.0150.0150.97 目标的真实轨迹、雷达和红外观测数据及滤波得到的目标轨迹如图3所示。

可以看出,滤波输出曲线较好地收敛于真实轨迹,仅在两个转弯处有较小的偏差。

模拟200次后x 、y 方向位置误差均值分布曲线如图4所示,x 、y 方向位置估计误差标准差分布曲线如图5所示。

滤波误差均值及标准差计算公式分别为: e x (k )=1M∑Mi =1[x i(k )-^x I (k |k )](11)σ^x=1M∑Mi =1[x i(k )-^x I (k |k )]2-[e x (k )]2(12)式中 M 为Monte Carlo 的模拟次数,k =1,2,…,N ,N 为采样点数。

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