[发明专利]一种GM-PHD滤波器的标签分配方法

权利要求书

1.一种GM-PHD滤波器的标签分配方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)初始化各个高斯分量对应的状态均值协方差矩阵权值和相应的标签Τ₀；

(2)通过GM-PHD滤波器获得k时刻的预测值，k≥1；

(3)利用k时刻的传感器量测值，通过GM-PHD滤波器获得k时刻的更新值；

(4)进行高斯分量的裁剪融合以及标签的重新分配；

(5)提取k时刻的估计结果；

(6)将步骤(4)输出的k时刻的高斯分量代入步骤(2)进行k+1时刻的多目标估计，直到滤波结束；

在步骤(1)中，所述标签表示初始时刻给每个高斯分量分配的标签,且要求不同高斯分量分配不同的标签，J₀为初始化高斯分量个数；

在步骤(2)中，所述预测值包括各个高斯分量对应的状态均值协方差矩阵权值和相应的标签Τ_k|k-1，其中状态均值协方差矩阵和权值按照GM-PHD滤波器的时间更新过程计算，相应的标签预测值为：

其中，i＝1,…,J_k|k-1，J_k|k-1＝J_k-1(1+J_β,k)+J_γ,k，J_β,k和J_γ,k分别为k时刻衍生目标和新生目标高斯分量的个数；为新生目标高斯分量对应的标签；为衍生之后的高斯分量对应的标签,其个数为J_k-1×J_β,k个；J_k|k-1为时间更新后的高斯分量个数；

在步骤(3)中，所述更新值包括各个高斯分量对应的状态均值协方差矩阵权值和相应的标签Τ_k，其中状态均值协方差矩阵和权值按照GM-PHD滤波器的量测更新过程计算，相应的标签更新值为：

其中，i＝1,…,J_k，表示k时刻量测集Z_k的个数，k≥1；J_k|k-1为时间更新后的高斯分量个数；

在步骤(4)中，所述进行高斯分量的裁剪融合以及标签的重新分配具体是指：

设置高斯分量的裁剪阈值为T_Th，融合阈值为U，最大高斯分量个数为J_max；令l＝0，循环执行下面过程：

(4.1)l＝l+1，

(4.2)L＝{i∈M|V≤U}；

(4.3)

(4.4)令round(·)表示将十分位四舍五入后取整数，然后将(4.2)中{Vⁱ},i＝1,…,L按照从小到大的顺序排列，同时按照该顺序排列对应的标签，最后，从重新排列后的标签序列中逐个提取前个标签作为本组高斯分量的标签在提取标签的过程中，如果出现标签重复的情况，则重新分配新的标签；

(4.5)M＝M\L，当时，循环终止；

最后，将每一组高斯分量按照权值从大到小的顺序排列，若l＞J_max，则输出前J_max个高斯分量，否则，输出所有高斯分量；

和Τ_k分别为k时刻量测更新后的各个高斯分量对应的状态均值、协方差矩阵、权值和相应的标签集合，i＝1,…,J_k，J_k为k时刻高斯分量的个数；

所述步骤(5)具体是指：提取包括目标个数多目标状态均值个协方差矩阵以及相应的标签其中

为裁剪融合后将每一个高斯分量的权值的十分位四舍五入后的整数值；和分别为裁剪融合后高斯分量的状态均值、协方差矩阵和相应的标签集合；J_max为最大高斯分量个数；l为融合后裁剪前的高斯分量个数。