扩展目标跟踪的集值运动建模与估计

基本信息
批准号:61573031
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:李文玲
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘杨,赵林,张斌,姜昊,凌建衡,常亮,卢旭辉,张萃,张剑
关键词:
高斯混合滤波分布式滤波状态估计随机有限集多模型估计
结项摘要

Extended targets tracking has received increasing attention since the target kinematic state and the physical extension parameters are estimated simultaneously. This is beneficial for target identification and classification in practical applications. In order to describe the dynamics of the physical extension parameters in the tracking process, an extended target will be modeled as a combination of a time-varying number of sub-targets in this project, and a set-valued kinematic model will be proposed by using the random finite set approach, where each element consists of a random vector for target state and a random matrix for target extension. Then, the set-valued estimation methods will be proposed for tracking extended targets, in which the kinematic state constraints are incorporated between sub-targets. The multiple model set-valued filters will be proposed for tracking maneuvering extended targets when the jump Markov systems are used to describe target dynamics. For multi-sensor tracking problems, distributed set-valued estimation fusion approaches will be developed by determining exchanged information among neighboring sensors. The theoretic results will be verified by experiments involving tracking a mobile robot with arms. This project is of great significance in theoretical and practical applications since it not only develops novel methods for tracking extended targets but also provides solid theoretical guidance for set-valued estimations with state constraints.

扩展目标跟踪不仅估计目标的运动状态参数,而且估计目标的形状和大小等特征参数,有助于对目标的识别与分类,在目标跟踪领域受到广泛研究。为了更加准确地刻画跟踪过程中目标特征参数的变化,本项目将单个目标分解为时变数目的多个子目标,利用随机有限集方法建立扩展目标跟踪的集值运动模型,集合中的每个元素由描述子目标运动状态的随机向量和刻画子目标特征参数的随机矩阵构成。针对子目标之间固有的运动状态约束,以有限统计学理论为基础研究扩展目标跟踪的集值估计方法,并进一步研究建模为随机跳变系统的机动扩展目标跟踪,提出受运动状态约束的多模型集值估计方法。针对多传感器扩展目标跟踪,通过确定传感器之间交互的信息量及融合准则,提出分布式集值估计融合方法,并以带机械臂的移动机器人跟踪为应用对象进行仿真与实验验证。本项目的实施不仅能够提出新的扩展目标跟踪方法,而且对发展受状态约束的集值估计方法具有重要的科学意义与应用价值。

项目摘要

本项目围绕不同跟踪场景下的扩展目标运动建模与跟踪算法设计开展研究,取得的主要成果包括:建立了不同交互行为下多目标运动的非线性耦合模型,设计了交互行为切换、随机耦合、耦合强度不确定以及增益矩阵存在计算误差等不同跟踪场景下的非增广向量滤波算法,给出了确保跟踪误差有界的充分性条件;提出了基于组合测量和耦合测量下的多传感器分布式多目标协同跟踪算法,给出了确定测量增益矩阵的计算公式,分析了跟踪误差的有界性;提出了机动目标跟踪的交互式多模型矩阵估计方法和不同跟踪场景下的多传感器分布式滤波方法等,并进行了仿真与实验验证。项目组在国外期刊及国内外著名会议上发表论文30篇,其中SCI论文22篇,包括Automatica和IEEE汇刊8篇;申请发明专利5项,其中已授权2项;获2017年度教育部自然科学一等奖和第21届人工生命与机器人国际会议优秀论文奖。项目负责人于2016年受聘为国际SCI期刊IET Signal Processing编委。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
4

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
5

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020

李文玲的其他基金

批准号:61203044
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21462024
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21062010
批准年份:2010
资助金额:27.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

基于随机矩阵的机动不规则扩展目标建模与估计研究

批准号:61203120
批准年份:2012
负责人:兰剑
学科分类:F0307
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

目标跟踪中的目标建模及形变自适应估计技术研究

批准号:61003151
批准年份:2010
负责人:宁纪锋
学科分类:F0210
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于随机有限集理论的多扩展目标跟踪关键技术研究

批准号:61305017
批准年份:2013
负责人:杨金龙
学科分类:F0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于复杂强度分布量测随机集模型的扩展目标跟踪方法研究

批准号:61203220
批准年份:2012
负责人:朱洪艳
学科分类:F0306
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目