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基于深度学习的视觉目标跟踪研究综述
1
作者 罗元 马文龙 唐小平 《半导体光电》 北大核心 2026年第1期13-27,共15页
目标跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向,其任务是在视频序列中对感兴趣的目标进行持续检测与精确定位。随着深度学习技术的迅速发展,视觉目标跟踪在特征建模、时序关联以及端到端学习等方面取得了显著进展。文章系统回顾了基于深度学... 目标跟踪是计算机视觉领域的重要研究方向,其任务是在视频序列中对感兴趣的目标进行持续检测与精确定位。随着深度学习技术的迅速发展,视觉目标跟踪在特征建模、时序关联以及端到端学习等方面取得了显著进展。文章系统回顾了基于深度学习的视觉目标跟踪研究现状,从单目标跟踪与多目标跟踪两个方向出发,分析了不同框架下的基本思想与实现机制,阐述了从传统手工特征方法向深度特征驱动模型的演化过程。还总结了常用的跟踪数据集与性能评价指标,并对当前研究面临的主要问题进行了讨论,包括长时间建模能力欠佳、复杂场景跟踪鲁棒性差以及跨场景泛化能力有限等。最后,展望了未来视觉目标跟踪的发展趋势,指出融合多模态信息与时空建模的统一深度框架将成为该领域的重要研究方向。 展开更多
关键词 深度学习 视觉目标跟踪 单目标跟踪 多目标跟踪 TRANSFORMER
原文传递
关联策略多特征增强的多目标跟踪
2
作者 陈云芳 方倩 +1 位作者 吕尊威 张伟 《计算机科学》 北大核心 2026年第3期231-239,共9页
在复杂场景下,多目标跟踪面临密集的目标遮挡、目标非线性运动、关联匹配算法欠佳导致身份匹配错误以及频繁的身份切换等问题。对此,以ByteTrack为基线算法,充分利用现有的判别性特征,从运动模型、弱特征数据关联、匹配算法3个方面对其... 在复杂场景下,多目标跟踪面临密集的目标遮挡、目标非线性运动、关联匹配算法欠佳导致身份匹配错误以及频繁的身份切换等问题。对此,以ByteTrack为基线算法,充分利用现有的判别性特征,从运动模型、弱特征数据关联、匹配算法3个方面对其关联策略进行改进,提出了一种关联策略多特征增强的多目标跟踪算法。首先,针对常规卡尔曼滤波难以对非线性运动的目标位置进行预测的问题,利用预测相似度以及检测置信度动态调整卡尔曼滤波的噪声协方差,提升运动模型对位置预测的准确性。其次,整合二次关联算法,在低置信度检测框和第一次关联后未匹配的轨迹之间,执行弱特征数据关联,减少其与轨迹之间的匹配错误。最后,针对低置信度检测目标,利用相对深度对检测目标以及轨迹进行分解,并采用级联匹配算法进行关联,有效减少IoU匹配碰撞,提高了算法在密集遮挡场景下的跟踪表现。在MOT17与MOT20测试集上,所提算法的HOTA分别为64.5%与63.2%,与基线算法相比,所有评估指标均取得显著提升。 展开更多
关键词 多目标跟踪 联合检测跟踪 数据关联
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基于VR技术的飞行器航迹跟踪训练系统
3
作者 魏琛 《兵工自动化》 北大核心 2026年第2期61-65,共5页
为更加准确地预测飞行器的航迹,贴合目标的真实运动轨迹,提出一种基于VR技术研究飞行器航迹跟踪训练系统。在硬件设计上,基于VR技术增强现实式手段设计演示框架,实现跟踪训练与数据之间的交互响应。在软件设计上,将飞行器航迹运行位置... 为更加准确地预测飞行器的航迹,贴合目标的真实运动轨迹,提出一种基于VR技术研究飞行器航迹跟踪训练系统。在硬件设计上,基于VR技术增强现实式手段设计演示框架,实现跟踪训练与数据之间的交互响应。在软件设计上,将飞行器航迹运行位置作为跟踪目标,选择联合概率函数关联其运行位置;以VR技术实现轨迹跟踪训练,完成系统设计;以4组飞行器目标进行跟踪训练实验。结果表明:新系统可以在噪声条件下实现精准的跟踪训练,具有应用价值。 展开更多
关键词 跟踪训练 航迹跟踪 VR技术 飞行器
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浅析静止卫星13米天线伺服系统的跟踪优化方法
4
作者 何波 楚楚 +1 位作者 梅桢 任立清 《中国宽带》 2026年第1期4-6,共3页
本文介绍了改造后的西部卫星天线控制器系统,分析了西部卫星天线跟踪误差的来源,以及对天线跟踪精度的影响。针对西部卫星天线实际运行情况进行了粗略估算,根据分析提出了优化跟踪方法,不仅能降低跟踪误差,而且能减少跟踪过程中的天线... 本文介绍了改造后的西部卫星天线控制器系统,分析了西部卫星天线跟踪误差的来源,以及对天线跟踪精度的影响。针对西部卫星天线实际运行情况进行了粗略估算,根据分析提出了优化跟踪方法,不仅能降低跟踪误差,而且能减少跟踪过程中的天线启动次数,减少机械磨损,延长天线寿命,同时也保证了天线的跟踪精度。 展开更多
关键词 天线跟踪 资料接收 跟踪误差 跟踪精度
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球罐爬壁机器人的焊缝双向跟踪方法研究
5
作者 邢正 李斌 +1 位作者 梁志达 王聪 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期342-346,351,共6页
针对爬壁机器人在使用单激光传感器的情况下无法稳定双向跟踪球罐焊缝的问题,提出了一种适用于球罐焊缝的双向跟踪方法。该方法结合机器人球面运动学特性,进行投影与补偿,得到跟踪误差,并且基于Stanley模型进行球罐焊缝跟踪控制,结合焊... 针对爬壁机器人在使用单激光传感器的情况下无法稳定双向跟踪球罐焊缝的问题,提出了一种适用于球罐焊缝的双向跟踪方法。该方法结合机器人球面运动学特性,进行投影与补偿,得到跟踪误差,并且基于Stanley模型进行球罐焊缝跟踪控制,结合焊缝检测机器人运动学模型确定转速控制量,设计了模糊自适应控制动态调整模糊规则,进一步调节模型中的速度增益系数,改善了跟踪效果。并利用Coppeliasim软件搭建了球罐爬壁机器人仿真平台,仿真试验表明,该方法可以实现球罐焊缝的稳定双向跟踪,实机试验表明,该方法跟踪精度与稳定性均优于其他算法,球罐常规焊缝的平均跟踪误差小于3.6mm,验证了提出方法的有效性与鲁棒性。 展开更多
关键词 球罐焊缝跟踪 Stanley算法 路径跟踪 模糊自适应控制 机器人 自动控制
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面向无人驾驶的零样本记忆感知选择视觉跟踪模型
6
作者 李杰 汪诗敏 +7 位作者 王长城 崔亚峰 汪俊杰 周惟嘉 胡铮 兰海 杜玲 高猛 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期61-70,共10页
为了保证无人驾驶车辆在遇到目标变形、被部分或完全遮挡等情况时仍然具有较高的跟踪准确性,构建零样本视觉跟踪模型.以经典卡尔曼滤波为基础,在掩码预测阶段加入运动建模模块,考虑时间和空间的一致性并结合运动线索,对预测掩码进行循... 为了保证无人驾驶车辆在遇到目标变形、被部分或完全遮挡等情况时仍然具有较高的跟踪准确性,构建零样本视觉跟踪模型.以经典卡尔曼滤波为基础,在掩码预测阶段加入运动建模模块,考虑时间和空间的一致性并结合运动线索,对预测掩码进行循环校正.采用混合评分系统,从预测掩码中选择最优掩码.对于历史最优掩码,设计记忆感知选择模块,创建理想掩码候选库,并结合历史特征和信息线索,动态选择最合适的掩码.在LaSOT、GOT-10k和OTB100数据集上对所提模型与HIPTrack-B384等多个经典视觉跟踪模型的性能进行评估和对比,结果表明,所提模型的ROC曲线下面积(AUC)、精度、平均重叠度、交并比阈值0.50和0.75对应的重叠精度和成功率相比于对比方法中各指标的最优值分别提升了2.87%、2.73%、2.84%、3.18%、5.46%和1.62%,表明算法在多个指标上具有较好的性能. 展开更多
关键词 无人汽车 视觉跟踪 运动建模 混合评分 记忆感知选择 零样本跟踪
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基于GRU-Transformer与随机矩阵的机动群目标跟踪
7
作者 陈烨 梁苑 +1 位作者 李银伢 戚国庆 《兵工学报》 北大核心 2026年第1期282-295,共14页
针对机动群目标跟踪问题,提出基于多任务多头门控循环单元变换器(Gated Recurrent Unit Transformer,GRU-Transformer)的机动模型辨识与当前统计(Current Statistical,CS)模型机动频率参数α回归,并将判别结果融入随机矩阵椭球-贝叶斯更... 针对机动群目标跟踪问题,提出基于多任务多头门控循环单元变换器(Gated Recurrent Unit Transformer,GRU-Transformer)的机动模型辨识与当前统计(Current Statistical,CS)模型机动频率参数α回归,并将判别结果融入随机矩阵椭球-贝叶斯更新,实现群目标质心与扩展外形的联合跟踪。基于机动群目标时间序列量测数据,提取群目标运动多项特征参数,输入所提深度神经网络,实现机动群目标运动模型(匀速(Constant Velocity,CV)模型、匀加速(Constant Acceleration,CA)模型、CS模型)的精准辨别,若目标模型为CS运动模型,同时输出机动频率参数α的精确估计结果。运用随机矩阵群目标跟踪理论,提出一种基于贝叶斯状态估计架构的椭圆机动群目标跟踪方法。仿真实验结果分析表明:新方法可实现对机动椭圆群目标的精确稳健跟踪,相较于传统交互式多模型群目标跟踪方法,跟踪精度有显著提升。 展开更多
关键词 机动群目标跟踪 注意力GRU-Transformer深度神经网络 群目标跟踪 运动模型辨识 机动频率参数估计
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路径规划导航的欠驱动无人艇航路点精准跟踪容错控制
8
作者 张成祥 王宁 《中国舰船研究》 北大核心 2026年第1期259-272,共14页
[目的]旨在解决欠驱动无人艇在复杂海洋环境中航路点精确跟踪的难题,通过融合路径规划与制导控制,提升系统的跟踪精度与可靠性,提出一种基于非均匀有理B样条的快速探索随机树与容错控制方法(NRRT−FTC)的控制框架。[方法]该控制框架采用... [目的]旨在解决欠驱动无人艇在复杂海洋环境中航路点精确跟踪的难题,通过融合路径规划与制导控制,提升系统的跟踪精度与可靠性,提出一种基于非均匀有理B样条的快速探索随机树与容错控制方法(NRRT−FTC)的控制框架。[方法]该控制框架采用基于航路点筛选的快速扩展随机树(RRT)算法选取航路点,利用非均匀有理B样条(NURBS)进行路径拟合,并进一步设计基于有限时间观测器的容错控制策略。最后,通过仿真对比验证所提框架的有效性。[结果]结果表明,NRRT−FTC控制框架能够有效优化航行路径,在控制效率与精准度方面均有显著提升。与经典的RRT−FTC方法相比,NRRT−FTC在运行时间、拟合误差、控制误差这几个方面能够获得更优越的性能。其中,控制误差可降低31.78%,控制效率提高16.65%,任务执行效率提高36.17%。[结论]研究验证了NRRT−FTC控制框架的有效性,其可有效提高无人艇跟踪控制效率,为无人艇在航路点跟踪任务中提供坚实的技术保障,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 无人艇 欠驱动无人艇 路径规划 导航控制 定位跟踪 航路点跟踪 容错
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基于高斯过程与PHD滤波器的空间三维多扩展目标跟踪
9
作者 兰宇 吴健发 魏春岭 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期135-144,共10页
在空间预警、规避与非合作目标监视等任务中,为了更准确地获取目标的详细信息,需要同时估计目标的运动状态与形态特征,因此扩展目标跟踪算法的研究至关重要。针对这一需求,提出了一种适用于三维轨道空间的新型扩展目标跟踪算法。首先,... 在空间预警、规避与非合作目标监视等任务中,为了更准确地获取目标的详细信息,需要同时估计目标的运动状态与形态特征,因此扩展目标跟踪算法的研究至关重要。针对这一需求,提出了一种适用于三维轨道空间的新型扩展目标跟踪算法。首先,采用基于高斯过程(GP)的径向函数对三维形状进行非参数化建模,有效地解决了随机矩阵模型难以精确描述复杂形状的问题。然后,研究了基于随机有限集(RFS)理论的概率假设密度(PHD)多目标跟踪滤波器,充分发挥了RFS在无需显式数据关联方面的优势,有效应对了空间高密度杂波环境。最后,提出了一种基于改进欧式距离的动态阈值分区策略,在保证跟踪精度的同时显著提升计算效率。仿真结果表明,相较于基于随机矩阵的扩展目标跟踪算法,提出的GP-PHD滤波器在目标状态估计精度与三维形态描述能力上均显著提升,具体而言,其中形态描述指标IOU提升幅度达64%。该方法有效克服了传统目标跟踪方法在轨道空间中应用的局限性,为空间非合作目标跟踪提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 空间多目标跟踪 高斯过程 扩展目标跟踪 PHD滤波器 随机有限集
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基于TD的机载激光通信跟踪控制系统设计
10
作者 陈怡 俞建杰 +2 位作者 于丙文 王磊 邬佳杰 《计算机测量与控制》 2026年第1期86-93,共8页
机载激光通信系统限于机载平台的高机动性和运动的随机性,同时受到探测器检测误差、平台振动抑制残差和系统安装误差等影响,如何在大气环境中提高跟踪精度来提高通信质量是需要重点解决的问题之一;为了提高机载平台对发射端信号光的跟... 机载激光通信系统限于机载平台的高机动性和运动的随机性,同时受到探测器检测误差、平台振动抑制残差和系统安装误差等影响,如何在大气环境中提高跟踪精度来提高通信质量是需要重点解决的问题之一;为了提高机载平台对发射端信号光的跟踪精度,设计一种基于TD的机载激光通信跟踪控制系统;由主控模块、伺服系统、光学系统和图像处理单元组成跟踪控制系统;利用跟踪微分器加上传统PID控制器,将系统中的低频大幅扰动和大动态范围的跟踪补偿量进行过渡,经过PID控制器补偿控制时,在保证快速响应的前提下同时减小了超调,从而提高控制系统的跟踪精度;通过实验分析表明,设计的系统无干扰时拥有较好的鲁棒性,在有扰动的环境中能够将跟踪精度保持在5 mrad以内,可以保证机载激光通信系统进行稳定通信。 展开更多
关键词 机载激光通信 跟踪微分器 PID控制 跟踪控制 稳定通信
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基于Koopman算子的磁流变阻尼器力跟踪控制
11
作者 刘振泽 徐新泽 +3 位作者 郭杰 何雨纯 庄晔 于树友 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第1期117-128,共12页
为了实现磁流变阻尼器(MRD)的高精度阻尼力跟踪控制,本文提出了一种基于Koopman算子的离散时间线性二次型最优跟踪(DLQT)控制策略.采用递归神经网络(RNN)建立MRD的非线性模型.采取Koopman算子理论及扩展动态模式分解法(EDMD)将MRD的RNN... 为了实现磁流变阻尼器(MRD)的高精度阻尼力跟踪控制,本文提出了一种基于Koopman算子的离散时间线性二次型最优跟踪(DLQT)控制策略.采用递归神经网络(RNN)建立MRD的非线性模型.采取Koopman算子理论及扩展动态模式分解法(EDMD)将MRD的RNN模型“全局”线性化,保留MRD系统的非线性特性.利用基于Koopman算子理论得到的高阶线性模型设计了DLQT控制器.通过仿真实验实现对不同频率的期望信号进行跟踪,验证了算法的有效性.采用搭载了MRD的二自由度四分之一悬架实验台进行硬件在环实验.实验结果表明该算法可以实现对参考信号的高精度跟踪. 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 跟踪控制 Koopman算子 扩展动态模式分解 递归神经网络
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星载二维转台目标捕获及跟踪指向控制
12
作者 王丽娇 陶佳伟 +1 位作者 王淑一 雷拥军 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期145-156,共12页
针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台... 针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台姿态的运动学关系,将相机视轴指向误差映射为转台姿态偏移量,实现了相机视轴与转台末端存在不垂直误差情况下的高精度目标姿态计算,解决了传统方法难以获得解析解的问题。其次,视觉跟踪阶段,针对初始阶段的控制平稳性问题,提出一种基于速度约束能力和像移终端偏差实时调节的像平面轨迹规划策略;针对相机多通道切换的平稳性问题,利用切换点焦平面物理位置的一致性,构建了一种统一坐标尺度的焦平面控制方法,并设计了基于像空间轨迹预估的图像反馈控制策略,通过星体/转台姿态和像平面位置测量预估像平面速度,避免了对像平面速度测量的依赖。进一步优化控制器切换逻辑,引入加权遗忘因子建立切换初期的平稳衔接,兼顾动态速度约束指标及平稳性,提升了系统的鲁棒性和动态性能。最后,验证与应用,通过地面物理试验及在轨应用对上述控制方法进行验证。结果表明,该方法可实现对空间目标的高精度捕获及高平稳跟踪。因此,提出的控制方法有效解决了相机成像约束下的星载二维转台全流程指向控制问题,具有工程实用性。 展开更多
关键词 二维转台 非合作目标 捕获与跟踪 全流程 物理试验 在轨应用
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一种融合全局人脸—行人特征的在线跨镜多目标跟踪方法
13
作者 胡钦 周炜林 +1 位作者 唐俊 孔红山 《信息工程大学学报》 2026年第1期48-55,共8页
针对目标跟踪单镜视野受限和特征融合不足问题,提出一种融合全局人脸—行人特征的在线跨镜多目标跟踪方法。首先,通过构建全局人脸—行人特征池,采用全局长时身份管理机制,在单镜跟踪同时实现跨镜信息实时融合与身份关联;其次,通过集成... 针对目标跟踪单镜视野受限和特征融合不足问题,提出一种融合全局人脸—行人特征的在线跨镜多目标跟踪方法。首先,通过构建全局人脸—行人特征池,采用全局长时身份管理机制,在单镜跟踪同时实现跨镜信息实时融合与身份关联;其次,通过集成多类别特征提取、阈值自适应等模块,并引入时空—表观联合约束模型,提升跨镜关联准确性与鲁棒性;最后,为验证方法,构建涵盖不同复杂度的跨镜行人跟踪数据集。实验结果表明:单镜消失重现中,身份切换次数(IDS)较对比方法平均降低20次以上,身份识别F1分数(IDF1)最高提升约30%;跨镜跟踪任务中,多人场景下IDS从对比方法的132次降至126次;消融实验验证了各模块有效性;实时性测试显示该方法帧率(FPS)可达25.15。 展开更多
关键词 跨镜多目标跟踪 人脸—行人特征融合 在线跟踪 数据集构建
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多传感器数据融合下齿轮箱轴心轨迹跟踪方法
14
作者 熊强强 齐志艺 樊鑫 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第1期212-217,共6页
在齿轮箱中,振动源可能包含多种频率成分,导致轴心轨迹呈现出复杂的多频特征。而单一传感器在捕捉和分离这些多频成分时存在局限性,容易产生多频成分混叠现象,影响轴心轨迹跟踪效果。因此,提出多传感器数据融合下齿轮箱轴心轨迹跟踪方... 在齿轮箱中,振动源可能包含多种频率成分,导致轴心轨迹呈现出复杂的多频特征。而单一传感器在捕捉和分离这些多频成分时存在局限性,容易产生多频成分混叠现象,影响轴心轨迹跟踪效果。因此,提出多传感器数据融合下齿轮箱轴心轨迹跟踪方法。分析齿轮箱转子运动状态,获取齿轮箱轴心轨迹图,并利用多传感器数据融合技术采集齿轮箱轴心轨迹图中所示的转子4种典型运动状态的特征信息,将不同通道的特征信息加权融合,生成反映轴心轨迹变化的特征信息图,突出不同频率成分的特征。通过全局平均池化模块降维,提取最具代表性的频率成分,利用Softmax函数归一化处理,动态调整权重,生成加权特征图,有效分离多频成分,最终输出多传感器数据融合结果。将多传感器数据融合结果带入卡尔曼滤波算法中,通过观测矩阵和观测噪声协方差矩阵,动态调整预测值,使其更接近真实值,避免多频成分混叠。实现当前时刻轴心轨迹的有效跟踪。实验结果表明,经由所提方法融合后的轴心轨迹与其各自对应的故障完全吻合,且轴心轨迹简洁清晰,信噪比可以保持在40dB以上。说明所提方法可以有效跟踪齿轮箱轴心轨迹,为齿轮箱状态监测提供了新的技术手段。 展开更多
关键词 多传感器数据融合 轴心轨迹跟踪 转子运动状态 多频成分分离 卡尔曼滤波算法
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ICPA-LQR优化的两轮平衡机器人自稳定与轨迹跟踪PID控制器设计
15
作者 黄鹤 李文龙 +3 位作者 杨澜 王会峰 高涛 陈婷 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第2期198-210,共13页
针对现有两轮平衡机器人线性二次型调节器(LQR)的权重系数需要手动选取的缺陷,提出了一种利用改进的食肉植物算法(ICPA)优化LQR权重系数的方法,实现了两轮平衡机器人的自稳定与高精度轨迹跟踪。首先,利用拉格朗日方程法构建了两轮平衡... 针对现有两轮平衡机器人线性二次型调节器(LQR)的权重系数需要手动选取的缺陷,提出了一种利用改进的食肉植物算法(ICPA)优化LQR权重系数的方法,实现了两轮平衡机器人的自稳定与高精度轨迹跟踪。首先,利用拉格朗日方程法构建了两轮平衡机器人系统动力学方程,采用LQR优化PID控制策略保证其最优控制力;其次,在食肉植物算法(CPA)成长过程中引入自适应捕捉系数,平衡食肉植物和猎物的成长关系,提升了前期全局探索和后期局部寻优能力;然后,在CPA繁殖过程中设计干扰因子,扩大搜索空间,进一步提升全局寻优能力;最后,基于EA代价函数,利用ICPA对LQR控制器的权重系数进行寻优,并在MATLAB/Simulink环境中建立两轮平衡机器人控制策略模型。实验结果表明,提出的ICPA-LQR优化的PID控制器,相较于食肉植物算法、麻雀搜索算法、飞蛾扑火算法和改进粒子群算法优化的控制器,动态响应速度更快、抗干扰能力更强、整体性能更好。在扰动情况下,控制两轮平衡机器人跟踪复杂轨迹时,倾角动态偏差小于0.05 rad、横纵坐标的偏差均小于0.2 m、转向角偏差小于0.2 rad、车轮位置角偏差小于3 rad,可以在保持动态平衡的前提下精确跟踪给定的参考轨迹,具有较强的泛化能力。 展开更多
关键词 控制器设计 两轮平衡机器人 动力学建模 改进食肉植物算法 轨迹跟踪
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移动机器人轨迹跟踪的参数估计与原对偶神经网络预测控制
16
作者 张浪文 王中旭 +1 位作者 魏海翔 谢巍 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第2期278-286,共9页
本文针对轮式移动机器人的不确定参数估计与轨迹跟踪问题,研究了基于卷积神经网络(CNN)的移动机器人不确定模型参数估计方法,提出了移动机器人的原对偶神经网络(PDNN)模型预测控制(MPC)轨迹跟踪控制算法.对于轮式移动机器人而言,轮胎侧... 本文针对轮式移动机器人的不确定参数估计与轨迹跟踪问题,研究了基于卷积神经网络(CNN)的移动机器人不确定模型参数估计方法,提出了移动机器人的原对偶神经网络(PDNN)模型预测控制(MPC)轨迹跟踪控制算法.对于轮式移动机器人而言,轮胎侧偏刚度受到负载扰动、未建模动态和路况变化等不确定因素影响,在实际行驶过程中难以实时测量.论文研究侧偏刚度的CNN回归模型,以估计机器人运行过程中的不确定性.考虑前轮偏角与加速度等状态的约束条件,研究基于CNN参数估计的移动机器人预测控制设计方法,提出基于PDNN的移动机器人预测控制问题求解算法,并证明了所提出基于CNN参数估计的PDNN-MPC算法稳定性.最后,为了验证控制器的有效性,对所提出的PDNN-MPC算法进行验证. 展开更多
关键词 轮式移动机器人 轨迹跟踪 模型预测控制 原对偶神经网络 卷积神经网络
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基于3D LiDAR传感器的多级关联目标跟踪算法
17
作者 胡功林 唐向阳 《传感器与微系统》 北大核心 2026年第2期150-155,共6页
针对自动驾驶系统中多目标跟踪(MOT)技术的性能提升需求,提出了一种基于3D激光雷达(LiDAR)传感器的新型3D MOT方法。该方法通过融合短期与长期关联的多级关联机制增强目标匹配鲁棒性:短期关联利用连续帧间目标运动的连续性,长期关联则... 针对自动驾驶系统中多目标跟踪(MOT)技术的性能提升需求,提出了一种基于3D激光雷达(LiDAR)传感器的新型3D MOT方法。该方法通过融合短期与长期关联的多级关联机制增强目标匹配鲁棒性:短期关联利用连续帧间目标运动的连续性,长期关联则评估检测与轨迹的一致性,并引入图卷积网络(GCN)量化匹配程度,同时通过维护非活动轨迹池减少长时遮挡导致的ID切换。在KITTI数据集上的实验表明,所提方法实现了75.65%的高阶跟踪精度(HOTA)指标,较3D MOT的基准方法(AB3DMOT)提升5.66%,且ID切换次数(IDS)减少74次,验证了其在复杂道路环境中具有更高的跟踪准确性与稳定性。 展开更多
关键词 3D激光雷达 目标跟踪 多级关联 图卷积网络
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基于Backstepping的履带式无人车斜坡转向轨迹跟踪控制研究
18
作者 李方园 张宇 李奇 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第4期155-162,共8页
由于履带与地面的复杂作用,履带式无人车在山地斜坡地区实现精确控制行驶十分困难。基于此,针对履带式无人车斜坡行驶轨迹跟踪控制开展研究,设计基于动力学模型的履带式无人车斜坡转向轨迹跟踪算法,解决履带式无人车在斜坡上精确行驶的... 由于履带与地面的复杂作用,履带式无人车在山地斜坡地区实现精确控制行驶十分困难。基于此,针对履带式无人车斜坡行驶轨迹跟踪控制开展研究,设计基于动力学模型的履带式无人车斜坡转向轨迹跟踪算法,解决履带式无人车在斜坡上精确行驶的问题。首先,分析非线性系统控制基础理论、李雅普诺夫稳定性理论和Backstepping基本原理,为轨迹跟踪控制器设计提供理论基础;然后,建立履带式无人车斜坡行驶运动学模型,为轨迹跟踪控制器设计确立非线性约束;最后,基于地面力学原理,建立考虑履带滑转滑移的履带车辆斜坡转向动力学模型,并基于履带车辆斜坡转向动力学模型和Backstepping理论设计改进PID控制器并进行仿真验证。仿真结果显示,轨迹规划值与跟踪值的RMSE值均在0.2以下,证明所设计的控制器起到较好的跟踪效果。 展开更多
关键词 履带式无人车 斜坡转向 轨迹跟踪控制 PID控制器
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基于空域抑制与轨迹关联优化的目标跟踪算法
19
作者 陈志旺 高一铭 +2 位作者 吕昌昊 刘禄阳 彭勇 《控制与决策》 北大核心 2026年第1期165-174,共10页
传统目标跟踪算法更新模板的方式较为单一,无法在目标发生剧烈形变时有效更新,易导致算法对于剧烈形变和遮挡场景适应性不足.鉴于此,提出一种基于空域抑制与轨迹关联优化的目标跟踪方法.首先,在特征提取部分采用改进后的ResNet-50网络,... 传统目标跟踪算法更新模板的方式较为单一,无法在目标发生剧烈形变时有效更新,易导致算法对于剧烈形变和遮挡场景适应性不足.鉴于此,提出一种基于空域抑制与轨迹关联优化的目标跟踪方法.首先,在特征提取部分采用改进后的ResNet-50网络,引入空域抑制注意力(SIA),通过设计能量函数为具有空域抑制效应的神经元优化权重分配,增强对目标特征的关注强度;然后,加入选择性查询回忆策略(SQR),将Transformer训练重点放在后期阶段,避免解码器缺乏训练重点和多层解码结构的级联错误;接着,构建长期-短期-轨迹框架(LST),引入轨迹关联度(DTC),在传统模板更新算法的基础上加入DTC预测头,通过最小成本流算法(MCF)建模全局轨迹关联性,并使用连续二次规划进行反向传播,更新轨迹参考模板;最后,在GOT-10k、LaSOT、TrackingNet、NfS30、UAV123和OTB100等公开数据集上进行实验评估,实验结果验证了所提出算法的有效性. 展开更多
关键词 目标跟踪 Transformer结构 空域抑制注意力 选择性查询回忆 轨迹关联度 最小成本流
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基于扰动补偿的林果园轮式机器人ENMPC轨迹跟踪方法
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作者 沈跃 王辉 +3 位作者 张亚飞 何思伟 杨开奇 刘慧 《农业工程学报》 北大核心 2026年第3期26-35,共10页
针对自主林果园轮式机器人在复杂作业环境中易受外部扰动与模型参数不确定性影响,导致轨迹跟踪精度下降的问题,该研究提出一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的预测精度增强显式非线性模型预测控制(explici... 针对自主林果园轮式机器人在复杂作业环境中易受外部扰动与模型参数不确定性影响,导致轨迹跟踪精度下降的问题,该研究提出一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的预测精度增强显式非线性模型预测控制(explicit nonlinear model predictive control,ENMPC)算法。首先,在理想运动学模型中引入农业地形常见的车轮滑移与转向滑移扰动,构建扩展运动学模型。在假设所有外部扰动均可测的前提下,通过泰勒级数展开近似滚动时域内的跟踪误差,推导ENMPC的显式解析解,无需实时求解优化问题。然后设计NDOB实时估计并补偿外部扰动与参数不确定性,并严格证明了所提复合控制器的稳定性。与传统的前馈补偿策略不同,该算法将扰动估计直接集成到输出预测模型中,从而实现零稳态偏差控制。仿真结果表明,该算法能够有效抑制多类扰动信号,显著提升轨迹跟踪控制精度与鲁棒性。草地工况试验表明,与标准NMPC算法相比,所提出的NDOB-ENMPC算法在横、纵向的最大绝对偏差分别降低了39.42%和49.01%,平均绝对偏差分别降低了29.45%和44.01%,平均求解时间减少了97.47%。与前馈补偿NMPC算法相比,所提出的NDOB-ENMPC算法在横、纵向的最大绝对偏差分别降低了17.86%和37.64%,平均绝对偏差分别降低了16.41%和20.59%,平均求解时间减少了97.57%。该算法可满足林果园轮式机器人在复杂农业环境下轨迹跟踪控制的实时性与精度需求,为实现最优控制策略在农业机器人的低成本部署提供解决方案。 展开更多
关键词 扰动观测器 林果园轮式机器人 显式模型预测控制 轨迹跟踪 最优控制
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