This paper considers multiple extended object tracking based on Poisson multi-Bernoulli mixture (PMBM) filtering, which gives the closed-form Bayesian solution for standard multiple extended object models with Poisson birth. To efficiently address the challenging extended object data association problem in PMBM filtering, we develop implementations of the extended object PMBM filter using blocked Gibbs sampling. By formulating the PMBM density on an augmented state space with auxiliary variables and leveraging the Poisson object measurement model, we first derive a joint posterior over potential objects, previous global hypotheses, and current measurement association variables, together with its corresponding factorization. This factorized representation leads to blocked Gibbs samplers that efficiently generate high-weight global hypotheses and thereby provide an efficient implementation of the PMBM update step. We further introduce a collapsed Gibbs sampling variant, in which the Bernoulli object existence variables are marginalized out, yielding higher sampling efficiency, especially for the initiation of newly detected objects. The proposed methods, implemented under the gamma Gaussian inverse-Wishart model, are compared with an extended object Poisson multi-Bernoulli filter based on particle belief propagation. Simulation results demonstrate that the proposed approaches achieve comparable tracking performance while requiring substantially less runtime.


翻译:本文研究基于泊松多伯努利混合(PMBM)滤波的多个扩展物体跟踪问题,该滤波为具有泊松新生机制的标准多扩展物体模型提供了闭式贝叶斯解。为有效解决PMBM滤波中极具挑战性的扩展物体数据关联问题,我们开发了基于分块吉布斯采样的扩展物体PMBM滤波器实现方法。通过定义带有辅助变量的增广状态空间上的PMBM密度,并利用泊松物体测量模型,我们首先推导出潜在物体、先前全局假设与当前测量关联变量的联合后验分布及其对应的因子分解形式。该因子化表示可构造分块吉布斯采样器,高效生成高权重全局假设,从而为PMBM更新步骤提供高效实现方案。我们进一步引入折叠吉布斯采样变体,通过边缘化伯努利物体存在变量,显著提升采样效率,尤其适用于新检测物体的初始化。在伽马高斯逆威沙特模型框架下实现所提方法,并与基于粒子置信传播的扩展物体泊松多伯努利滤波器进行对比。仿真结果表明,所提方法在实现相当跟踪性能的同时,大幅降低了运行时间开销。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2024】贝叶斯扩散模型用于三维形状重建
专知会员服务
34+阅读 · 2024年3月12日
去噪扩散概率模型,46页ppt
专知会员服务
63+阅读 · 2023年1月4日
【博士论文】吉布斯分布的局部、动态与快速采样算法
专知会员服务
29+阅读 · 2021年11月26日
用PyTorch做物体检测和追踪
AI研习社
12+阅读 · 2019年1月6日
变分自编码器VAE:一步到位的聚类方案
PaperWeekly
25+阅读 · 2018年9月18日
EKF常用于目标跟踪系统的扩展卡尔曼滤波器
无人机
10+阅读 · 2017年7月25日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员