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文章编号:
1001-0920(2015)09-1551-08 DOI:
10.13195/j.kz
到
c
.2
014.0877
一种基于椭圆
RHM
的扩展目标
Gamma
高斯混合
CPHD
滤波器
李苹芸,林锦朋鸟,姬红兵
(荫安电子科技大学电子
t
程学院坷安
710071)
摘
要:针对杂波环境下扩展目标形状难以估计、目标跟踪精度低等问题,提出一种自适应估计扩展目标形状的伽
l
玛高斯混合势概率假设密度算法
(GGM-CPHD).
该算法将目标的扩展形状建模为椭圆随机超曲面模型,并将其嵌入
到
GGM-CPHD
滤波器中,更新扩展目标的质心、椭网形状和方向等信息以完成对扩展目标的跟踪.通过杂波环境下
未知数目的扩展目标仿真实验,表明了所提出算法在质心状态和椭圆
l
约旦轴的估计精度方面要优于传统的基于随机
矩阵的伽玛高斯逆韦氏
CPHD
滤波器.
关键词:多目标跟踪:扩展目标:高斯混合:势概率假设密度
中图分类号:
TP391
文献标志码
:A
A Gamma Gaussian-mixture CPHD filter based on ellipse random
hypersurface models for extended targets
LI
Cui-yun,
LIN
Jin-peng,
J1
Hong-bing
(Schoo1
of
Electronic Engineering, Xidian University,
Xi'an
71007
1,
China. Correspondent: LI Cui-yun,
E-mai1:
cyli@xidian.edu.cn)
Abstract:
In view
of
the difficulty
of
estimating the shape
of
extended targets and the low accuracy in multiple extended
target tracking in the clutters
, a Gamrna Gaussian-mixture
c
缸
din
a1
ized
probability hypothesis density
filt
巳
r(GGM-CPHD)
which can adaptively estimate
th
巳
shape
of
the
ext
巳
nded
targets is proposed. Firstly,
the
巳
xtension
of
targets is modeled
as
an ellipse random hypersurface model, and then
it
is embedded into the CPHD
filt
巳
r.
The
extend
巳
d
targets
缸
e
tracked by its
centroid states
, the
m
苟
or
and minor axis and orientation
of
ellipse. Simulation for tracking an unknown number
of
targets in
the clutter is made
, which shows that the proposed
a1
gorithm
outperforrns
出
e
Gamrna Gaussian inverse wishart CPHD filter
based on the random matrix
in
巳
stimation
of
extension's
m
苟
or
and minor axis, as well as centroid states.
Keywords: multi-target
tracking;
巳
xtended
targets; Gaussian mixture; cardinalized probability
hypoth
巳
sis
density
。号|
在大多数跟踪应用中,目标都被认为是点目标,
即在每一个时刻每个目标至多产生一个量测.当目标
的扩展状态与传感器分辨率相比可忽略不计时,这种
假设是符合实际情况的.然而,随着传感器分辨率的
不断提高或者目标距离传感器较近,单个目标可产生
多个量测时,该目标被称为一个扩展目标.
在过去
10
年,扩展目标跟踪成为目标跟踪领域
的一个热门研究方向.
Gilholm
等
[1]
提出了一种扩展
目标的模型,该方法并不是建立一个确定的量测产生
源模型,而是利用空间分布来描述目标,在该模型下,
收稿日期:
2014-06-05;
修回日期:
2014-12-03.
量测来自于空间密度大的区域的可能性更大一些.在
此基础上,又提出扩展目标的泊松分布模型[匀,该模
型假设目标产生量测的数目服从泊松分布,从而为扩
展目标开拓了新的研究方向,
Mahler[3]
将随机有限集
理论应用于多目标跟踪问题,提出了概率假设密度
(PHD)
滤波.随后,为了解决
PHD
估计目标数的缺陷,
Mahler
又提出了势分布的
PHD(CPHD)
滤波
[4]
近年
来,
Vo
等
[5-6]
研究和完善了
PHD/CPHD
理论,并提出
了序贯蒙特卡罗
(SM
C)和高斯混合
(GM)
这两种形式
实现其递归过程
[7]
,
Mahler[8]
推导出了扩展目标
PHD
(ET-PHD)
滤波器.
Granström
等
[9]
推导出了
ET-PHD
的
基金项目:国家自然科学基金项目
(613720
。如国家自然科学基金青年项目
(61301289);
国家留学基金课题项目
作者简介:李犁芸(1
976
一),女,副教授,博士,从事非线性滤波方法、数字图像处理、红外弱小目标检测与跟踪等研究;
姬红兵(1
963
一),男,教授,博士生导师,从事多传感器多目标跟踪方法、光电信息处理等研究