针对现实场景中跟踪目标的光照变化、尺度变化、遮挡等问题,提出了一种基于通道可靠性的多尺度背景感知相关滤波跟踪算法。通过提取方向梯度直方图特征、灰度特征和颜色属性特征作为目标表观模型,提高了目标跟踪方法在复杂场景中的稳健性;独立训练每个通道的背景感知相关滤波器,采用通道可靠性系数衡量每个通道响应图的置信度;根据所有通道的响应图和可靠性系数,合成多通道背景感知相关滤波跟踪器的最终响应图,对目标进行精确定位;运用尺度池方法估计目标的最优位置和尺度。实验结果表明:与现有跟踪算法相比,所提算法可以有效地处理光照变化、尺度变化、遮挡等复杂因素的干扰,取得较高的跟踪精度和成功率,其整体性能优于其他算法。

为了解决复杂背景下遮挡、光照变化或噪声干扰时跟踪的效果容易受到干扰的问题，提出了一种基于红外与可见光的双通道鲁棒的压缩感知目标跟踪方法。该方法提取红外和可见光双通道的多个特征，采用压缩感知的稀疏采样特性，去除稀疏跟踪算法中非负性假设。提出了一种粒子滤波框架下的压缩感知的目标跟踪算法，同时给出一种目标模板根据Bhattacharyya系数自适应更新方法。实验采用复杂环境下多组图像序列，结果表明该方法与3种优秀的跟踪算法相比，具有更强的鲁棒性与更高的跟踪精度，同时减少了数据计算量,实现了复杂环境下图像目标的稳定跟踪。

针对基于粒子群优化算法的粒子滤波计算复杂度大，并且容易陷入局部最优，提出了一种新的基于混沌的粒子群优化粒子滤波算法。该算法在粒子群优化的基础上，引入混沌序列，利用混沌运动的遍历性、随机性等特点改善了初始样本的质量，同时利用混沌扰动避免搜索过程陷入局部最优，使算法具有更快的收敛速度和更好的全局搜索能力。最后利用UNGM模型将该算法与标准粒子滤波和粒子群粒子滤波进行仿真对比，并利用纯角度目标跟踪模型验证了算法的有效性。实验结果表明，该算法改善了粒子群优化算法的粒子滤波易陷入局部最优的现象，提高了粒子滤波的精度和速度，具有较高的应用价值。

针对均值漂移跟踪算法框架不足以对目标帧间运动过大及快速尺度变化进行有效地处理，且单个图像特征对环境适应性较差.提出了一种特征自适应选择方法，通过分析目标与背景的特征区分度来选择出最有效的特征.将金字塔自适应分解和均值漂移跟踪结合，提出了金字塔均值漂移跟踪方法.采用背景加权直方图描述目标模板模型，核函数加权直方图描述候选目标模型，由粗到精定位目标，并给出了目标尺度自适应更新方法.多个视频序列的实验结果表明：本文方法能够有效处理目标快速运动、尺度变化、摄像机运动、局部遮挡等情况，实现复杂场景下的目标跟踪.

以视频目标跟踪中粒子滤波的粒子采样优化设计为研究内容,提出一种自适应分层采样辅助粒子滤波算法,以实现保证跟踪准确度和兼顾跟踪鲁棒性的要求.以Bhattacharyya系数为参量设计了粒子数调节函数,能够根据跟踪质量在粒子集中自适应分配用于保证准确度的粒子数和维持鲁棒性的粒子数.以最小二乘法对目标运动的预测点作为产生新粒子集的均值偏移操作起点,使新粒子集更准确的描述目标似然分布并提高算法效率.不同场景下的跟踪实验表明,算法能很好的应用于遮挡和运动方向渐变等情况下的跟踪,处理时间满足实时性要求.

结合粒子滤波和Kalman滤波的边缘粒子滤波(MPF)是一种新的混合线性/非线性系统的状态估计方法,但是粒子滤波在计算上的复杂使得MPF难以兼顾系统实时性和精度的要求。针对此问题,提出一种基于相似采样粒子滤波算法的MPF滤波框架。算法从系统观测值中采样粒子,并通过一个计算相邻时刻粒子转移概率的步骤,提高了粒子使用率,使得算法能以少量粒子实现对非线性状态量的估计,进而提高Kalman滤波的精度和实时性。给出了算法原理分析和实现流程。以混合坐标系下的目标跟踪为对象,利用蒙特卡罗仿真研究了ILLH_MPF算法的应用,并与常规MPF方法进行了对比。

为了提高机电跟瞄平台的图像跟踪精度,针对波门跟踪方法,从脱靶量的预测、图像信息的滞后和伺服系统的动态精度3个方面入手,定性分析了它们对波门设计的影响。以此为基础,建立了目标空间角运动的Kalman运动模型,获得目标角运动参数的估计,并综合考虑图像传感器的滞后,推导了预测脱靶量的公式,完成了自适应波门的设计。最后以汽车为目标对常规波门和自适应波门进行了跟踪实验。

GPS 接收机输入信号的功率随时间而变化，如果采用固定门限判决是否完成捕获会出现检测概率降低或虚警概率提高的问题。鉴于此，提出了采用自适应捕获门限判决策略完成信号捕获。采用最大似然估计原理，根据判决统计量的样本值得到了噪声方差的最大似然估计，进而求得恒虚警率下的自适应捕获门限。同时，信号的平均捕获时间是GPS 接收机性能的重要指标之一，研究了载波频率与伪码相位均为不确定值时的平均捕获时间的计算方法，推导了平均捕获时间与信噪比及门限值之间的约束关系。分析结果表明，自适应门限捕获方法能减小平均捕获时间，实现信号的快速捕获。