[發明專利]一種自適應粒子數的多目標粒子濾波檢測前跟蹤方法

有效

• 申請號: 201410427364.8
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104181524A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 易偉;茍清松;董天發;李溯琪;孔令講;楊曉波;劉睿;艾越;夏玫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

1.一種自適應粒子數的粒子濾波檢測前跟蹤方法，該方法包括：

步驟1、初始化系統參數包括：觀測間隔T、觀測總幀數K、最小粒子數n_min、最大粒子數n_max、初始粒子數n_ini、停止采樣門限η、目標判決門限Δ；

步驟2、根據已知目標先驗信息產生初始粒子集及其初始權值其中表示目標i的第n₀個粒子的初始狀態；

步驟3、從雷達接收機中讀取第k幀量測

其中，k為幀數，表示第k幀回波數據的量測單元(m,n)中的量測；

步驟4、分別對每個目標進行新粒子的抽樣、權值計算，直到當滿足一定條件就停止該目標新粒子的采樣；

步驟4.1、初始跟蹤參數：其中表示k時刻跟蹤第i_k個目標的子層粒子數，表示k時刻第i_k個目標的子層權值和；

步驟4.2、更新采樣的粒子數目：

步驟4.3、在[1,N_k-1]范圍內隨機選取整數j，其中N_k-1為k-1時刻的采樣粒子數；

步驟4.4、采樣k時刻目標i_k的第個重采樣前粒子狀態：其中是高斯分布，F為狀態轉移矩陣，Q為噪聲協方差矩陣；

步驟4.5、計算權值：p(·|·)表示求條件概率；

步驟4.6、更新權值和：

步驟4.7、進行采樣終止判斷：或者若滿足條件轉步驟4.2，若不滿足條件，則停止對當前目標的采樣，開始對下一個目標做處理，直到所有目標都進行完跟蹤處理，得到粒子集

步驟5、對每個目標做判定，若認為目標已經消失，則刪除該目標；

步驟6、確定當前時刻的采樣粒子數，取k時刻的采樣粒子數：max(·)表示取大；

步驟7、對采樣粒子數小于N_k的目標進行重采樣直到獲得N_k個粒子；

步驟8、對粒子集進行系統重采樣，計算各粒子集的權值并記錄；

步驟9、從步驟8中選擇權值最大的粒子集更新目標的狀態。

2.如權利要求1所述的一種自適應粒子數的粒子濾波檢測前跟蹤方法，其特征在于所述步驟2的具體步驟為：

步驟2.1、令i＝1；

步驟2.2、對于n₀從1到n_ini；分別表示目標i初始時刻在X方向的位置和速度以及Y方向的位置和速度；

步驟2.3、令i＝i+1；若i≤I₀，則轉步驟2.2，否則進入下一步，I₀表示初始目標數；

步驟2.4、令對于n₀從1到n_ini，是初始時刻第n₀個粒子的狀態；

步驟2.5、粒子初始權值為：

步驟2.6、初始粒子數為：N₀＝n_ini。

3.如權利要求1所述的一種自適應粒子數的粒子濾波檢測前跟蹤方法，其特征在于所述步驟7的具體步驟為：

步驟7.1、令i_k＝1；

步驟7.2、初始化累積權值：

步驟7.3、計算已有粒子的累積權值對于n從1到

步驟7.4、令p＝1，p表示已采樣得到的粒子的編號；

步驟7.5、產生一個在0到1/N_k之間的隨機數u₍₁₎；

步驟7.6、令q＝1，q表示重采樣得到的粒子編號；

步驟7.7、判斷若滿足條件轉步驟7.8，否則轉步驟7.9；

步驟7.8、p＝p+1,轉步驟7.7；

步驟7.9、令表示目標i_k重采樣的第q個粒子狀態；

步驟7.10、令q＝q+1；

步驟7.11、若q≤N_k，則u_(q)＝u_(q-1)+1/N_k，轉步驟7.7；

步驟7.12、若i_k≤I_k，轉步驟7.2。

4.如權利要求1所述的一種自適應粒子數的粒子濾波檢測前跟蹤方法，其特征在于所述步驟8的具體步驟為：

步驟8.1、構造k時刻重采樣前粒子集：對于n₀從1到N_k；

步驟8.2、計算粒子集權值：對于n₀從1到N_k；

步驟8.3、初始化累積權值：C_k,0＝0；

步驟8.4、計算累積權值；

步驟8.5、對于n從1到N_k；

步驟8.6、令p＝1，p表示已采樣得到的粒子集編號；

步驟8.7、產生一個在0到1/N_k之間的隨機數u₍₁₎；

步驟8.8、令q＝1，q表示重采樣得到的粒子集編號；

步驟8.9、判斷u_(q)>C_k,p，若滿足條件轉步驟8.8，否則轉步驟8.10；

步驟8.10、p＝p+1,轉步驟8.9；

步驟8.11、Xk(q)=Xk(p)*;]]>

步驟8.12、q＝q+1；

步驟8.13、若q≤N_k，則u_(q)＝u_(q-1)+1/N_k，轉步驟8.9。