Kullback-Leibler散度在多目标跟踪中的高效联合概率数据关联滤波器

1 下载量 61 浏览量 更新于2024-08-28 收藏 485KB PDF 举报
"基于Kullback-Leibler散度的高效联合概率数据关联过滤器用于多目标跟踪" 在多目标跟踪领域,数据关联是关键问题之一,它涉及到如何正确地将传感器观测到的数据与已知的目标匹配。传统的联合概率数据关联(Joint Probabilistic Data Association, JPDA)过滤器在处理跟踪目标合并问题时可能存在不足。本文提出了一种新的基于Kullback-Leibler散度(Kullback-Leibler Divergence, KLD)的高效方法,以解决JPDA过滤器中的跟踪目标混淆问题。 Kullback-Leibler散度是一种衡量两个概率分布之间差异的无量纲量,常用于信息论和统计学。在JPDA中,通常假设后验概率密度函数(Posterior PDF)在每个时间步可以用单峰高斯分布来近似。然而,这种方法可能会导致跟踪性能下降,特别是在目标密度高或者观测噪声大的情况下。 本文作者提出了一种新颖的优化后验PDF的方法,以获取一个新的单峰高斯分布,该分布能最小化与实际后验PDF之间的KLD。由于实际后验PDF通常表现为高斯混合模型,KLD的计算变得复杂且不可行。因此,作者引入了KLD的近似值作为成本函数,这简化了问题的求解。这个成本函数是多个不冲突的子目标函数的线性组合,这样可以同时优化多个目标,使得问题的求解更加高效。 通过这种方式,该方法能够在保持跟踪精度的同时,减少计算复杂性,提高了多目标跟踪的效率。此外,这种方法还有助于避免目标丢失和误关联,这对于实时的多目标跟踪系统至关重要。在实际应用中,这种基于KLD的优化策略有望在雷达信号处理、自动驾驶、空中交通管理等场景下提升多目标跟踪的性能。 这篇研究论文提供了一个新的框架,通过利用KLD优化联合概率数据关联,解决了多目标跟踪中的关键挑战,即如何有效地处理目标合并和分离,以及如何以较低的计算成本保持高精度的跟踪。这一贡献对于推动多目标跟踪技术的发展具有重要意义。