[发明专利]基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，包括：

获取目标运动图像中的检测位置；所述检测位置由检测算法检测；

根据所述检测位置利用卡尔曼滤波器计算目标的第一初始位置；所述卡尔曼滤波器是基于匀速模型的卡尔曼滤波器；

根据所述检测位置利用粒子滤波器计算目标的第二初始位置；

根据所述卡尔曼滤波器检测目标是否出现连续运动，得到检测结果；

根据所述检测结果确定所述卡尔曼滤波器的权重和所述粒子滤波器的权重；

根据所述第一初始位置、所述第二初始位置、所述卡尔曼滤波器的权重和所述粒子滤波器的权重计算目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，所述第一初始位置计算过程如下：

根据所述检测位置对所述卡尔曼滤波器进行初始化；

根据上一帧目标运动图像中的检测位置利用初始化后的卡尔曼滤波器计算当前帧目标运动图像中的第一计算位置；

根据所述第一计算位置和当前帧目标运动图像中的检测位置对初始化后的卡尔曼滤波器进行更新；

根据更新后的卡尔曼滤波器计算第一初始位置。

3.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，所述第二初始位置计算过程如下：

根据所述检测位置对粒子滤波器进行初始化；

根据上一帧目标运动图像中的检测位置利用初始化后的粒子滤波器计算当前帧目标运动图像中的第二计算位置；

根据所述第二计算位置和当前帧目标运动图像中的检测位置对初始化后的粒子滤波器进行更新；

根据更新后的粒子滤波器计算第二初始位置。

4.根据权利要求2所述的基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，所述根据所述卡尔曼滤波器检测目标是否出现连续运动，得到检测结果，具体包括：

根据所述第一计算位置和当前帧目标运动图像中的检测位置计算初始化后的卡尔曼滤波器的残差；

根据所述初始化后的卡尔曼滤波器的残差计算初始化后的卡尔曼滤波器归化后的残差；

判断所述归化后的残差是否大于设定阈值；

若是，则判断目标没有出现连续运动；

若否，则判断目标出现连续运动；

所述检测结果包括目标没有出现连续运动和目标出现连续运动。

5.根据权利要求4所述的基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，所述根据所述检测结果确定所述卡尔曼滤波器的权重和所述粒子滤波器的权重，具体包括：

若检测结果为目标没有出现连续运动，则所述卡尔曼滤波器的权重小于所述粒子滤波器的权重；

若检测结果为目标出现连续运动，则所述卡尔曼滤波器的权重大于所述粒子滤波器的权重；

所述卡尔曼滤波器的权重与所述粒子滤波器的权重之和为1。

6.根据权利要求1所述的基于卡尔曼滤波和粒子滤波的目标位置计算方法，其特征在于，所述目标位置的计算公式如下：

其中，X_k为第k帧目标运动图像中的目标位置，为卡尔曼滤波器v在第k帧目标运动图像中的权重，H^v为卡尔曼滤波器v的观测矩阵，为卡尔曼滤波器v在第k帧目标运动图像中的状态向量，由第一初始位置得到，为粒子滤波器p在第k帧目标运动图像中的权重，为粒子滤波器p计算出的第k帧目标运动图像中的第二初始位置。