基于人类行为下的多目标跟踪视觉时序注意控制算法研究(英文)

作     者：臧学莲 Brscic Drazen 王炜 Hirche Sandra Kuhnlenz Kolja ZANG Xuelian;Br(s)(c)i(c) Dra(z)en;WANG Wei;Hirche Sandra;Kühnlenz Kolia

作者机构：德国慕尼黑大学心理学系德国慕尼黑80802 国际信息通信技术研究中心日本东京1860004 慕尼黑工业大学自动控制工程系德国慕尼黑80333 慕尼黑工业大学高等研究院德国慕尼黑80333 

出 版 物：《中国科学技术大学学报》 (JUSTC)

年 卷 期：2012年第42卷第9期

页      面：714-722页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081001[工学-通信与信息系统] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：Supported by the Chinese Scholarship Council,the DFG excellence initiative research cluster Cognition for Technical Systems CoTeSys(www.cotesys.org) the FP7EU-STREP Interactive Urban Robot(IURO)(ww.iuroproject.eu) the Institute for Advanced Study(IAS),Munich 

主　　题：注意控制 卡尔曼滤波 多目标跟踪 

摘      要：由于移动式机器人所携带的传感器资源有限,能够在时间维度上共享传感器资源,实现多目标跟踪,是智能化机器人重要的研究领域之一.本文提出了一个基于人类行为模型的时序注意控制算法,能够实现使用单个2自由度摄像头实时监控多个自由移动的目标物体.该算法基于以下三个控制原则:①最小化监控目标位置预测的不确定性以及各个目标物预测效果的差异;②最小化多目标跟踪过程中摄像头切换视角所需的能量消耗;③最大化能够呈现在摄像头视觉范围内的目标物体的个数.算法根据当前检测到目标信息,通过卡尔曼滤波,预测目标物的运动规律,选择下一时刻摄像头的最佳注意视角.该算法通过matlab仿真以及在移动式机器人实体上进行了实验验证,结果显示,该算法能够在时间顺序有效的共享单个摄像头资源,检测摄像头视角范围内的目标的位置,并根据上一个时间点的检测信息预测视角范围外的目标,实现跟踪多个目标物体,降低预测及跟踪的误差,并优化跟踪过程中切换摄像头视角的能量损耗.