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基于星凸形随机超曲面模型多扩展目标多伯努利滤波器

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自动化学报 2020年第5期46卷 909-922页

作者：陈辉杜金瑞韩崇昭兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 西安交通大学电子与信息工程学院综合自动化研究所西安710049

针对复杂不确定性环境下具有不规则形状的多扩展目标跟踪问题,提出了一种基于星凸形随机超曲面模型(Starconvex RHM)的多扩展目标多伯努利滤波算法.首先,在有限集统计(Finite set statistics,FISST)理论框架下,采用多伯努利随机有限集(M... 详细信息

针对复杂不确定性环境下具有不规则形状的多扩展目标跟踪问题,提出了一种基于星凸形随机超曲面模型(Starconvex RHM)的多扩展目标多伯努利滤波算法.首先,在有限集统计(Finite set statistics,FISST)理论框架下,采用多伯努利随机有限集(MBer-RFS)和泊松RFS(Possion-RFS)分别描述多扩展目标的状态和观测,并给出扩展目标势均衡多目标多伯努利(ET-CBMeMBer)滤波器.其次,利用RHM去描述任意星凸形扩展目标的量测源分布,提出了容积卡尔曼高斯混合星凸形多扩展目标多伯努利滤波器.此外,本文给出了一种多扩展目标不规则形状估计性能的评价指标.最后,通过多扩展目标和具有形状突变的多群目标的跟踪仿真实验验证了本文方法的有效性.

关键词：多扩展目标跟踪随机超曲面模型多伯努利滤波器容积卡尔曼

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基于随机超曲面模型的无人机群目标跟踪算法

基于随机超曲面模型的无人机群目标跟踪算法

基于星-凸形随机超曲面模型的扩展目标GM-PHD滤波器

第十届中国指挥控制大会

作者：瞿晨敏戚国庆李银伢盛安冬南京理工大学自动化学院

针对无人机群在多传感器环境下形状估计精度低、数据易覆盖丢失的问题,对无人机群建立扩展外形,研究了一种基于星凸形随机超曲面模型的扩展目标跟踪算法。利用随机超曲面对无人机群扩展外形的量测源进行建模,建立相应的跟踪滤波量测模型... 详细信息

针对无人机群在多传感器环境下形状估计精度低、数据易覆盖丢失的问题,对无人机群建立扩展外形,研究了一种基于星凸形随机超曲面模型的扩展目标跟踪算法。利用随机超曲面对无人机群扩展外形的量测源进行建模,建立相应的跟踪滤波量测模型,通过结合无迹卡尔曼滤波算法,实现了对无人机群扩展外形的跟踪。最终,通过仿真实验验证该算法的有效性。

关键词：目标跟踪群目标扩展目标随机超曲面模型无迹卡尔曼滤波

来源： cnki会议评论

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弹箭与制导学报 2017年第1期37卷 147-152页

作者：魏帅冯新喜王泉空军工程大学信息与导航学院西安710077

针对扩展目标联合估计运动状态和目标外形的问题,提出一种基于星-凸形随机超曲面模型的扩展目标高斯混合概率密度滤波算法。该算法利用星-凸随机超曲面模型对量测的扩散程度进行建模,在高斯混合概率假设密度的框架下,通过求解、更新递... 详细信息

针对扩展目标联合估计运动状态和目标外形的问题,提出一种基于星-凸形随机超曲面模型的扩展目标高斯混合概率密度滤波算法。该算法利用星-凸随机超曲面模型对量测的扩散程度进行建模,在高斯混合概率假设密度的框架下,通过求解、更新递推量测模型下的量测似然、新息等参数来实现对扩展目标的跟踪。仿真实验表明,该算法在保证跟踪有效性和可行性的同时,提高了对扩展目标运动状态和目标外形的估计精度。

关键词：星-凸形随机超曲面模型扩展目标高斯混合概率密度

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随机超曲面模型容积卡尔曼扩展目标跟踪算法

舰船电子工程 2021年第2期41卷 31-35页

作者：李国财兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

针对复杂环境下不规则形状的星凸形扩展目标跟踪问题,论文提出了一种基于随机超曲面模型(RHM)的容积卡尔曼扩展目标跟踪算法。首先,利用随机超曲面模型对星凸形扩展目标的量测源进行建模,建立扩展目标的跟踪滤波量测模型。然后,详细推... 详细信息

针对复杂环境下不规则形状的星凸形扩展目标跟踪问题,论文提出了一种基于随机超曲面模型(RHM)的容积卡尔曼扩展目标跟踪算法。首先,利用随机超曲面模型对星凸形扩展目标的量测源进行建模,建立扩展目标的跟踪滤波量测模型。然后,详细推导并提出基于RHM的容积卡尔曼扩展目标跟踪算法的实现过程。最后,通过构造具有不规则形状的扩展目标跟踪仿真实验验证了论文所提算法的有效性。

关键词：扩展目标跟踪随机超曲面模型量测源模型容积卡尔曼滤波器

一种基于椭圆随机超曲面模型的群目标高斯混合PHD滤波器

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光学学报 2013年第9期33卷 6-15页

作者：张慧徐晖王雪莹王铁兵国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

在弹道导弹防御系统中,群目标跟踪是目前较为困难的问题之一。这些目标不仅具有相似的运动特性,且相互邻近,又由于红外光学探测器的特性和分辨率的影响,使得它们在像平面不再是点目标而是簇状像斑。因此,"一个目标至多产生一个量测"的... 详细信息

在弹道导弹防御系统中,群目标跟踪是目前较为困难的问题之一。这些目标不仅具有相似的运动特性,且相互邻近,又由于红外光学探测器的特性和分辨率的影响,使得它们在像平面不再是点目标而是簇状像斑。因此,"一个目标至多产生一个量测"的传统多目标跟踪方法不再适用。为了实现对该类目标的有效跟踪,提出了一种新型滤波算法。该算法视群目标为一个整体,用椭圆随机超曲面模型描述其扩散程度,并将其与扩展目标高斯混合概率假设密度(PHD)滤波器相结合,通过跟踪群质心和扩散程度实现对像平面群目标的跟踪。通过仿真对比,所提算法在质心状态和扩散程度的估计精度方面均明显优于基于随机矩阵的高斯逆韦氏分布的概率假设密度滤波器。

关键词：探测器群目标跟踪扩展目标高斯混合概率假设密度滤波器随机超曲面模型高斯逆韦氏分布随机矩阵

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星凸形不规则形状多扩展目标PMBM滤波器

北京航空航天大学学报 2024年

作者：陈辉刘孟波连峰韩崇昭兰州理工大学电信工程与信息工程学院西安交通大学自动化科学与工程学院

针对复杂不确定环境下具有不规则形状的多扩展目标跟踪问题，本文提出一种星凸形不规则形状多扩展目标PMBM滤波算法。首先，分别利用泊松点过程(Poisson Point Process， PPP)和多伯努利混合(Multi-Bernoulli Mixture， MBM)对未知目标... 详细信息

针对复杂不确定环境下具有不规则形状的多扩展目标跟踪问题，本文提出一种星凸形不规则形状多扩展目标PMBM滤波算法。首先，分别利用泊松点过程(Poisson Point Process， PPP)和多伯努利混合(Multi-Bernoulli Mixture， MBM)对未知目标集合和现有目标集合进行建模，有效表示潜在目标信息的同时建立高效的多目标密度递推形式。采用随机超曲面模型对任意星凸形扩展目标的量测源分布进行精准建模，利用最优非线性滤波求解高度非线性的伪量测方程，在推导扩展目标泊松多伯努利混合(ET-PMBM)滤波器的基础上，详细推导并提出了高斯混合星凸形不规则形状多扩展目标PMBM滤波算法。该算法能够建立更紧凑的多伯努利全局假设从而高效递推包含不规则形状等多特征信息的多扩展目标概率密度。最后，通过多扩展目标和多群目标跟踪仿真实验验证了本文所提算法的有效性。

关键词：多扩展目标跟踪随机超曲面模型泊松多伯努利混合最优非线性滤波高斯混合

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星凸形多扩展目标跟踪中的传感器控制方法

控制理论与应用 2020年第12期37卷 2627-2637页

作者：陈辉李国财韩崇昭杜金瑞兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 西安交通大学自动化科学与工程学院陕西西安710049

针对多扩展目标跟踪中的传感器控制问题,本文基于有限集统计(FISST)理论与随机超曲面模型(RHM),利用多伯努利(MBer)滤波器提出有效的传感器控制策略.首先,文中给出多扩展目标跟踪中基于信息论联合目标形状估计优化和目标运动状态估计优... 详细信息

针对多扩展目标跟踪中的传感器控制问题,本文基于有限集统计(FISST)理论与随机超曲面模型(RHM),利用多伯努利(MBer)滤波器提出有效的传感器控制策略.首先,文中给出多扩展目标跟踪中基于信息论联合目标形状估计优化和目标运动状态估计优化的传感器控制方法的求解思路.其次,给出RHM容积卡尔曼高斯混合(GM)势均衡多扩展目标多伯努利滤波算法的具体实现过程.然后,结合GM密度间的柯西施瓦兹(Cauchy-Schwarz)散度提出相应的传感器控制决策方法.此外,详细推导了扩展目标势的后验期望(PENET)的GM实现,并提出以GM–PENET为评价函数的传感器控制方法.最后,通过构造随机星凸形多扩展目标的跟踪优化仿真实验验证了本文所提传感器控制方法的有效性.

关键词：多扩展目标跟踪随机超曲面模型传感器控制多伯努利滤波器

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自适应不规则形状扩展目标跟踪算法

控制理论与应用 2018年第8期35卷 1111-1119页

作者：陈辉杜金瑞韩崇昭兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 西安交通大学电子与信息工程学院综合自动化研究所陕西西安710049

针对具有不规则形状的扩展目标跟踪问题,在目标先验形状未知和运动过程中目标形状发生突变的情况下,提出基于星凸形随机超曲面模型的自适应轮廓扩展目标跟踪算法.首先,研究星凸形扩展目标形状的径向函数傅里叶系数自适应设定问题,基于... 详细信息

针对具有不规则形状的扩展目标跟踪问题,在目标先验形状未知和运动过程中目标形状发生突变的情况下,提出基于星凸形随机超曲面模型的自适应轮廓扩展目标跟踪算法.首先,研究星凸形扩展目标形状的径向函数傅里叶系数自适应设定问题,基于中心轮廓距离提出不规则形状的自适应方法.其次,针对扩展目标在运动过程中可能发生的形状突变问题,结合滑动窗口构造检测统计量对目标形变进行实时检测,并提出自适应轮廓快速逼近算法对形状突变的扩展目标进行实时跟踪.然后,提出一种拟Jaccard距离作为形状估计质量的评价指标.最后,仿真实验验证了本文所提算法的有效性.

关键词：扩展目标跟踪不规则形状随机超曲面模型自适应轮廓滑动窗口

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多扩展目标的高斯混合概率假设密度滤波器

西安交通大学学报 2014年第4期48卷 95-101页

作者：韩玉兰朱洪艳韩崇昭王静西安交通大学电子与信息工程学院西安710049 西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对多扩展目标跟踪中状态信息难以估计的问题,提出了一种可以估计扩展目标运动状态和形状信息的多扩展目标高斯混合概率假设密度(RHM-GMPHD)滤波器。首先利用描述凸星形扩展目标量测源分布的随机超曲面模型和传感器量测方程,建立扩展... 详细信息

针对多扩展目标跟踪中状态信息难以估计的问题,提出了一种可以估计扩展目标运动状态和形状信息的多扩展目标高斯混合概率假设密度(RHM-GMPHD)滤波器。首先利用描述凸星形扩展目标量测源分布的随机超曲面模型和传感器量测方程,建立扩展目标运动状态及形状信息与量测之间关系的伪量测函数;然后结合扩展目标状态预报信息,推导了扩展目标状态更新方程,递推地对扩展目标运动状态及形状信息进行估计跟踪。此外,还建立了Jaccard距离来度量RHMGMPHD滤波器对目标形状的估计性能。与联合概率数据关联(JPDA)滤波器和GMPHD滤波器相比,RHM-GMPHD滤波器不仅可以估计凸星形扩展目标的形状信息,并能有效提高对目标数和运动状态的估计精度。仿真实验表明,RHM-GMPHD滤波器对质心估计的均方根误差分别约为JPDA和GMPHD滤波器的1/3和1/2,对目标数的估计接近真实值,对形状估计的Jaccard距离一般小于0.2。

关键词：扩展目标跟踪高斯混合概率假设密度随机超曲面模型形状估计