**Kalman 滤波器**是一种经典的状态估计算法,广泛用于动态系统中的目标跟踪任务。在单目标场景下,它通过预测和更新的迭代过程,实现对目标状态的精确估计。
Kalman 滤波基于线性系统模型,假设系统噪声和观测噪声服从高斯分布。通过历史状态与当前观测的结合,输出对真实状态的最优估计。
在人体跟踪任务中,Kalman 滤波器可利用目标的速度、加速度等物理参数预测下一帧位置。其主要流程包括预测目标状态与更新估计误差协方差矩阵。
MATLAB是实现 Kalman 滤波的理想环境。其强大的矩阵计算与可视化能力,使状态转移模型与观测模型的实现更加高效。
状态模型定义目标的运动方式,例如线性平移或角度旋转。测量模型则传感器如何捕捉目标信息,如图像中的像素位置或骨架节点坐标。
预测步骤通过状态转移方程推断目标在下一帧的位置。更新步骤在获取新观测后,使用Kalman 增益修正预测结果,减少误差。
协方差矩阵量化状态与观测的不确定性。初始化过程对算法性能影响显著,需合理设置初始状态估计与误差矩阵。
参考项目文件“kalman(人体跟踪).zip”,包含完整的 MATLAB 实现。相关技术在 基于 CV 模型的 Kalman 滤波跟踪 中也有详细,展示了滤波器在视觉场景中的应用。
此外,可结合多假设追踪(MHT)或概率数据关联(PDA)等策略,进一步增强系统对目标遮挡或短暂丢失的鲁棒性。
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