Multi-Sensor Multi-object Tracking with the Generalized Labeled Multi-Bernoulli Filter
提出了一种多传感器广义标记多贝努利滤波器的有效实现方法。该方案利用了GLMB联合预测和更新以及基于吉布斯抽样的GLMB滤波密度截断新技术。所得到的算法具有二次的复杂性的数量的假设对象和线性的测量的每个单独的传感器。
2017-02-28 stat.CO
A track-before-detect labelled multi-Bernoulli particle filter with label switching
Curtin University(科廷大学)
本文提出了一种适用于通用跟踪前检测测量模型的多目标跟踪粒子滤波器,采用标记多伯努利近似,并引入基于马尔可夫链蒙特卡洛的标签切换改进算法以提升滤波性能。
2016-03-31 cs.SY eess.SY stat.AP
Multi-Target Tracking in Distributed Sensor Networks using Particle PHD Filters
Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
本文研究了分布式传感器网络中的多目标跟踪问题,提出了一种基于随机有限集的粒子PHD滤波器,解决了数据关联问题,并通过OSPA指标评估了其性能,同时与现有方法进行了比较。
2018-12-02 cs.MA cs.SY eess.SY
Multi-Object Posterior Computation via Gibbs Sampling
Curtin University(科廷大学)
本文提出一种基于通用测量似然函数的多目标后验计算方法,利用Gibbs采样生成样本,通过建立条件分布为伯努利随机有限集,实现高效采样和收敛保证,展示了在低信噪比场景下的鲁棒性。
2026-04-14 stat.CO
Sparse Signal Reconstruction for Track-Before-Detect
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Scripps Institution of Oceanography(斯克里普斯海洋研究所)
针对传统多目标跟踪方法预处理丢失信息的问题,提出一种基于传感器数据综合信号模型的检测前跟踪方法,通过信念传播提升弱目标或近距离目标跟踪性能。
2026-10-14 eess.SP
Multi-object Tracking with an Adaptive Generalized Labeled Multi-Bernoulli Filter
多目标跟踪的挑战主要来自于跟踪过程中目标的基数和状态的随机变化。此外,关于对象出现的位置的信息、它们的检测概率以及传感器的假警报的统计显著地影响滤波器的跟踪精度。然而,这些信息通常被认为是已知的,并由用户提供。在本文中,我们提出了一种自适应广义标记多伯努利(GLMB)滤波器,该滤波器可以在无需先验知识的情况下跟踪多个对象。实验结果表明,该滤波器的性能与理想的GLMB滤波器提供的跟踪场景的正确信息。
2022-01-12 eess.SP
Supervised Learning Based Online Tracking Filters: An XGBoost Implementation
目标状态滤波是传统目标跟踪框架中的一个重要模块。为了得到满意的跟踪结果,传统的贝叶斯方法通常需要精确的运动模型,这需要复杂的先验信息和参数估计。因此,建模过程对传统的贝叶斯目标跟踪滤波器有着关键的影响。然而,当遇到未知的先验信息或复杂的环境,传统的贝叶斯滤波器的精度大大降低的局限性。在本文中,我们提出了一个基于监督学习的在线跟踪滤波器(SLF)。首先,建立了一个完整的基于监督学习的跟踪滤波器框架,该框架直接基于数据驱动,建立了数据之间的映射关系。换句话说,所提出的滤波器不需要关于目标动态和杂波分布的先验信息。最后给出了一个基于XGBoost的实现,证明了SLF框架的可移植性和适用性。同时,该框架将鼓励其他研究人员继续扩大传统过滤器与监督学习相结合的领域。最后通过数值仿真实验验证了该滤波器的有效性。
2020-05-04 eess.SP
Multi-target Joint Tracking and Classification Using the Trajectory PHD Filter
针对存在检测不确定性、噪声和杂波的多目标联合跟踪与分类(JTC)问题,提出了一种新的轨迹概率假设密度(TPHD)滤波器,称为JTC-TPHD滤波器。JTC-TPHD滤波器根据目标的运动模型对不同的目标进行分类,并为每个目标分配多个类别假设。该方法不仅可以获得目标的类别信息,而且可以得到比传统TPHD滤波器更精确的轨迹估计。JTC-TPHD滤波器是通过在增广的状态空间上利用Kullback-Leibler散度(KLD)最小化找到轨迹上的最佳泊松后验近似而得到的。该滤波器采用高斯混合滤波器,称为GM-JTC-TPHD滤波器。对GM-JTC-TPHD滤波器也提出了L扫描近似,具有较低的计算负担。仿真结果表明,GM-JTC-TPHD滤波器能够正确地对目标进行分类,并获得精确的弹道估计。
2021-11-06 eess.SP
A Hybrid Labeled Multi-Bernoulli Filter With Amplitude For Tracking Fluctuating Targets
为了提高跟踪性能,许多跟踪算法都加入了目标回波幅度信息。采用幅度特征的局限性之一是目标的信噪比(SNR),即,通常假定振幅似然的参数是已知的和恒定的。在实际应用中,目标信噪比总是未知的,并且依赖于方位角,因此它会波动。本文提出了一种混合标记多贝努利(LMB)滤波器,它将信号幅度引入LMB滤波器,用于跟踪未知和波动信噪比的目标。目标信噪比的波动由自回归伽马过程建模,并考虑了Swerling 1和3目标的幅度似然。在Rao-Blackwell分解下,提出了一种基于Laplace变换和Markov Chain Monte Carlo方法的近似Gamma估计器来估计目标信噪比,并在目标信噪比的条件下,采用高斯混合滤波器来估计运动状态。通过一个包含三个交叉目标的跟踪场景分析了该混合滤波器的性能。仿真结果验证了所提出的SNR估计器的有效性,并量化了将幅度信息用于多目标跟踪的好处。
2022-09-19 eess.SP
Hybrid Liquid Neural Network-Random Finite Set Filtering for Robust Maneuvering Object Tracking
University of Wollongong(伍伦贡大学);Xidian University(西安电子科技大学);Ningbo University(宁波大学)
针对传统方法依赖预定义运动模型难以跟踪复杂机动目标的问题,研究将液体神经网络整合进随机有限集框架,提出两种混合滤波器,兼具多目标跟踪能力与运动适配性,仿真验证其跟踪精度显著提升。
2025-10-28 eess.SP
A Track-Before-Detect Approach to Multi-Target Tracking on Automotive Radar Sensor Data
近年来,贝叶斯滤波方法在标记随机有限集公式在多目标跟踪领域变得越来越强大。广义标记多伯努利(GLMB)滤波器是最新的研究成果之一,它可以在统一的框架内实现稳定的基数、目标状态估计和目标识别。与GLMB滤波器的初始上下文相比,本文将其用于检测前跟踪(TBD)方案中,从而避免了由于阈值处理和其他数据预处理步骤而导致的信息丢失。本文提供了一个TBD GLMB滤波器设计下的可分离的似然假设,可应用于现实世界的场景和数据中的汽车雷达背景。它的适用性,以真实的传感器数据证明在一个示例性的情况下。据作者所知,GLMB滤波器应用于实际雷达数据中的TBD框架的第一次。
2020-07-09 eess.SP
Bernoulli Filtering for Multi-Sensor Tracking with Thresholded Measurements
Linköping University(林雪平大学)
针对传感器检测门限导致的状态相关漏检问题,提出基于伯努利滤波的递归跟踪框架,联合处理杂波和目标存在不确定性,在仿真中相比固定检测概率的伯努利滤波将GOSPA指标降低62.4%。
2026-10-14 eess.SP
Extended Kalman Filter Beam Tracking for Millimeter Wave Vehicular Communications
毫米波(mmWave)通信是一种很有前途的技术,以满足车辆通信不断增长的数据流量。不幸的是,由于用于补偿高路径损耗的窄波束,在该频谱中需要更频繁的信道估计。因此,开发高效的波束跟踪算法对于实现该技术至关重要,特别是对于车辆通信中快速变化的环境。在本文中,我们提出了一种创新的方案,用于波束跟踪的基础上扩展的卡尔曼滤波器(EKF),提高了49%的均方误差性能在车辆设置。我们建议使用的位置,速度和信道系数作为状态变量的EKF算法,并表明,这种方法的结果在改进的波束跟踪与低计算复杂度,考虑到系统的运动学特性。我们还明确推导出封闭的表达式的雅可比矩阵的EKF算法。
2019-11-05 eess.SP
Robust Multi-Sensor Multi-Target Tracking Using Possibility Labeled Multi-Bernoulli Filter
针对多传感器多目标跟踪中信息不完整导致的认知不确定性,本文基于带标签UFS理论提出可能性LMB滤波器及其融合方案,以较低复杂度实现鲁棒跟踪并优于典型概率方法。
2024-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Slip-Kalman Filter to Track the Progression of Reading Through Eye-Gaze Measurements
在本文中,我们提出了一种方法来跟踪眼睛注视的进展,而阅读一块文字在计算机屏幕上。所提出的方法将有助于准确地量化阅读,例如,识别被阅读/跳过的文本行,并基于商业上可获得的廉价眼睛跟踪设备估计每行所花费的时间。所提出的方法是基于一种新的滑卡尔曼滤波器,是定制设计的,以跟踪阅读的进展。所提出的方法的性能证明使用25页的眼动跟踪数据收集使用商业台式眼动跟踪设备。
2019-07-16 cs.HC eess.SP
EOTNet: Deep Memory Aided Bayesian Filter for Extended Object Tracking
针对扩展目标跟踪中状态与扩展演化的非马尔可夫性,提出深度记忆辅助的贝叶斯递归神经网络EOTNet,在模拟和真实数据上超越传统及深度学习方法。
2025-05-24 eess.SP
A Rao-Blackwellized Particle Filter for Superelliptical Extended Target Tracking
本文提出一种基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法和传感器-物体几何约束的新方法,用于跟踪椭圆、矩形等不同形状的超椭圆扩展目标,仿真与真实数据实验均验证了其在复杂场景下的高性能。
2025-02-03 eess.SP
Utility and Privacy in Object Tracking from Video Stream using Kalman Filter
目标跟踪是计算机视觉中的一个难题。隐私和实用性问题在这个问题上增加了额外的复杂性。在这项工作中,我们考虑的问题,同时保持隐私和效用跟踪对象在视频流中使用卡尔曼滤波。我们提出的第一种方法确保了该对象的定位精度不会提高到一定程度。我们的第二种方法确保同一对象的定位精度始终保持在一定的阈值之下。
2020-06-15 eess.SP math.OC
A Merge/Split Algorithm for Multitarget Tracking Using Generalized Labeled Multi-Bernoulli Filters
被称为增量广义标记多伯努利(dGLMB)滤波器的标记随机有限集滤波器的类别将滤波密度表示为加权假设的集合,其中每个假设由标记轨迹的集合组成,所述标记轨迹又是轨迹标记和轨迹运动密度的对。在用一批测量更新时,每个假设产生许多子假设,因此对于任何实际应用都必须执行截断。有限的计算预算可能导致退化,从而丢失磁道。为了减轻,我们通过使用一种新的合并/分裂算法,采用了一个因子过滤密度。合并早已建立在文献中,我们的分裂算法是通过一个高效和有效的边缘化方案,通过索引的运动密度的测量ID(在移动窗口),已在其更新。这使我们能够确定何时独立性可以被认为近似地保持给定的公差,以便自适应地选择跟踪的“分辨率”,从单个因子(dGLMB)到所有单例因子(标记多伯努利,LMB),以及介于两者之间的任何地方。
2021-08-08 eess.IV eess.SP
Incorporating Bayesian Transfer Learning into Particle Filter for Dual-Tracking System with Asymmetric Noise Intensities
George Mason University(乔治梅森大学)
本文提出一种结合贝叶斯迁移学习的粒子滤波方法,用于改进双跟踪系统中噪声不对称情况下的跟踪性能。
2025-11-21 cs.SY eess.SP eess.SY
Interaction-Aware Labeled Multi-Bernoulli Filter
RMIT University(皇家墨尔本理工大学)
实时跟踪多个目标是智能交通系统的重要组成部分。基于随机有限集(RFS)的滤波器是用于跟踪多个对象的新兴技术之一。在多目标跟踪(MOT)中,一个常见的假设是每个目标都独立于其周围环境而运动。但在许多现实世界的应用中,目标对象相互之间以及与环境相互作用。当考虑用于跟踪时,这样的交互通常由应用特定的交互式运动模型来建模。在本文中,我们提出了一种新的方法,将目标相互作用的预测步骤的基于RFS的多目标过滤器,即标记的多伯努利(LMB)过滤器。该方法已开发用于跟踪协调群体和车辆的两个实际应用。该方法已被测试为一个复杂的车辆跟踪数据集,并通过OSPA和OSPA $^{(2)}$指标与LMB滤波器进行了比较。结果表明,所提出的交互感知方法描绘了相当大的性能增强LMB滤波器在选定的指标。
2022-04-19 cs.CV eess.SP
Adaptive Beam Tracking with the Unscented Kalman Filter for Millimeter Wave Communication
用于5G蜂窝技术的毫米波(mmWave)通信链路需要高波束成形增益来克服信道损伤并实现高吞吐量。虽然许多工作集中在估计毫米波信道和设计波束成形方案上,但毫米波信道的时间动态性质很快使估计变得陈旧并增加探测开销。我们对毫米波信道的基本时间动态状态空间进行建模,并设计适合于在卡尔曼滤波框架中进行跟踪的探测波束形成器。给定初始信道估计,滤波有效地导致精确的估计,并且允许在数据传输期间针对更高的持续波束成形增益的前向预测。从跟踪的先验信道估计,自适应选择的最佳和受约束的次优波束减少探测开销,同时最大限度地减少估计误差。
2018-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Track Before Detect of Low SNR Objects in a Sequence of Image Frames Using Particle Filter
本文提出一种多模型TBD粒子滤波方法,在噪声和杂波中基于图像帧序列检测跟踪低信噪比目标,并评估了不同场景下的性能。
2023-11-12 cs.AI cs.SY eess.IV
Variational Bayes for robust radar single object tracking
TU Eindhoven(埃因霍温理工大学);Sioux Technologies(苏克斯科技公司)
我们解决目标跟踪雷达和鲁棒性的当前国家的最先进的方法来处理离群值。标准的跟踪算法从雷达图像空间提取检测,以在滤波阶段使用它。滤波由假定高斯分布噪声的卡尔曼滤波器执行。然而,这种假设没有考虑到大的建模误差,并导致在突然运动期间的跟踪性能差。我们把高斯和滤波器(多假设跟踪器的单对象变体)作为我们的基线,并提出了一个修改,通过建模过程噪声的分布,具有较重的尾巴比高斯。变分贝叶斯提供了一种快速,计算成本低的推理算法。我们的模拟结果表明,在过程离群值的存在下,鲁棒跟踪器在跟踪单个对象时优于高斯和滤波器。
2022-09-28 cs.CV cs.LG eess.SP
Stable EEG Source Estimation for Standardized Kalman Filter using Change Rate Tracking
Faculty of Information Technology and Communication Sciences, Tampere University(坦佩雷大学信息与通信科学学院)
本文提出基于后向差分的测量模型,通过利用脑活动分布变化率提升标准化卡尔曼滤波在EEG源估计中的稳定性。
2025-12-20 cs.NA eess.SP math.NA
Object Tracking Incorporating Transfer Learning into Unscented and Cubature Kalman Filters
King Saud University(沙特国王大学);George Mason University(乔治梅森大学)
本文提出一种新的滤波算法,通过贝叶斯迁移学习解决两个传感器在非线性动态系统模型下噪声不匹配的问题,通过将源传感器的预测观测参数迁移到主传感器并作为过滤过程中的额外先验,提高主传感器的估计精度。
2026-05-18 cs.SY eess.SP eess.SY
Multi-Object Tracking using Poisson Multi-Bernoulli Mixture Filtering for Autonomous Vehicles
Michigan State University(密歇根州立大学)
自动驾驶汽车执行3D跟踪的能力对于在混乱环境中安全规划和导航至关重要。在自动驾驶应用中,多目标跟踪(MOT)的主要挑战在于关于目标的数量、目标可能出现和消失的时间和地点以及关于目标状态的不确定性的固有不确定性。基于随机有限集(RFS)的方法可以很自然地对这些不确定性进行精确和优雅的建模,并且它们已经被广泛地应用于雷达跟踪应用中。在这项工作中,我们开发了一个基于RFS的MOT框架的三维激光雷达数据。特别地,我们提出了一种泊松多伯努利混合(PMBM)滤波器来解决自动驾驶应用中的非模态MOT问题。据我们所知,这是首次尝试将基于RFS的方法与3D LiDAR数据结合用于MOT应用,并使用行业领导者提供的具有挑战性的数据集进行全面验证。我们的PMBM跟踪器在公共Waymo和Argoverse数据集上的卓越实验结果清楚地表明,基于RFS的跟踪器优于许多最先进的基于深度学习和基于卡尔曼滤波器的方法,因此,这些结果表明进一步探索基于RFS的3D MOT应用框架的巨大潜力。
2021-03-13 cs.CV cs.RO eess.SP
Tracking an Underwater Target with Unknown Measurement Noise Statistics Using Variational Bayesian Filters
针对被动传感器测量噪声统计未知的纯方位跟踪问题,提出基于变分贝叶斯和正态逆Wishart分布的自适应滤波方法,在多种非线性场景下优于最大似然和最大后验方法,但计算成本更高。
2023-05-15 cs.SY eess.SP eess.SY
Target Tracking Using the Invariant Extended Kalman Filter with Numerical Differentiation for Estimating Curvature and Torsion
针对目标实时运动状态估计问题,提出融合AISE数值微分与SE(3)上IEKF的FS-IEKF-AISE方法,在FS框架下估计速度、加速度及加加速度。
2025-01-08 cs.SY eess.SP eess.SY
Multi-sensor joint target detection, tracking and classification via Bernoulli filter
研究了多传感器融合的目标\textit{joint detection, tracking and classification}(JDTC)。目标可以存在或不存在,可以属于不同的类,并且根据其类可以根据不同的运动模式表现。因此,它被建模为一个适当的扩展伯努利\textit{random finite set}(RFS)唯一的特征在于存在,分类,类条件模式和类\&模式条件状态概率分布。通过设计合适的集中式和分布式融合规则,融合来自不同传感器节点的目标存在、类别、模式和状态信息,提出了新的\textit{centralized}和\textit{distributed} JDTC \textit{Bernoulli filters}(C-JDTC-BF和D-JDTC-BF)。通过仿真实验对所提出的JDTC-BF方法的性能进行了评估。
2021-09-23 cs.SY eess.SP eess.SY
Neural Augmentation of Kalman Filter with Hypernetwork for Channel Tracking
Qualcomm Technologies Netherlands B.V.(高通技术荷兰有限公司);Qualcomm Technologies, Inc.(高通技术公司);Qualcomm AI Research(高通人工智能研究院)
我们提出了超网络卡尔曼滤波器(HKF)跟踪应用程序具有多种不同的动态。HKF结合了卡尔曼滤波器的泛化能力和神经网络的表达能力。HKF不是保持一组卡尔曼滤波器并基于近似实际动态来选择一个,而是基于观察到的序列来使自身适应每个动态。通过对CDL-B信道模型的大量实验,我们证明了HKF可以在很宽的多普勒值范围内跟踪信道,使卡尔曼滤波器的性能与一般的多普勒信息相匹配。在高多普勒值下,它比genie卡尔曼滤波器获得约2dB的增益。与LSTM不同,HKF可以很好地推广到不可见的多普勒、SNR值和导频模式,而LSTM会遭受严重的性能下降。
2021-09-26 cs.IT cs.LG eess.SP