कलमन फिल्टर के साथ ट्रैकिंग की सहज व्याख्या


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मैं (दृश्य) Kalman फिल्टर के साथ ट्रैकिंग के लिए एक सहज ज्ञान युक्त स्पष्टीकरण की बहुत सराहना करेंगे। क्या मुझे पता है:

भविष्यवाणी कदम:

  • डायनामिक सिस्टम स्टेट : टाइम टी पर लक्ष्य स्थानएक्सटीटी
  • मापन : समय सूचकांक t पर छवि (??)zटीटी

छवियों के आधार पर / माप मैं राज्य x टी की भविष्यवाणी करना चाहता हूं ? (डायनेमिक समीकरण का उपयोग करके) क्या यह सही है?1(टी-1)एक्सटी

मैं उन शब्दों (छवि, लक्ष्य स्थान) में सुधार के कदम की व्याख्या कैसे कर सकता हूं?


जवाबों:


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पहले आपको एक मोशन मॉडल मान लेना होगा। मान लीजिए कि आप हवा से उड़ने वाली एक गेंद को ट्रैक करना चाहते हैं। 9.8m / s ^ 2 के गुरुत्वाकर्षण के कारण गेंद में नीचे की ओर त्वरण होता है। तो इस मामले में निरंतर त्वरण गति मॉडल उपयुक्त है।

इस मॉडल के तहत, आपकी स्थिति स्थिति, वेग और त्वरण है। पिछली अवस्था को देखते हुए आप आसानी से अगले राज्य की भविष्यवाणी कर सकते हैं।

आपको पता लगाने की भी धारणा है। आपके पास गेंद को हिलाने का एक वीडियो है, और आपको किसी भी तरह प्रत्येक वीडियो फ्रेम में गेंद का पता लगाना है (जैसे पृष्ठभूमि घटाव का उपयोग करके)।

आपका पता शोर कर रहे हैं। इसके अलावा, गेंद की गति हवा के प्रतिरोध, हवा, ब्रह्मांडीय किरणों आदि की वजह से निरंतर त्वरण मॉडल में बिल्कुल फिट नहीं होती है। कलमन फ़िल्टर को यह वर्णन करते हुए दो मेट्रिसेस की आवश्यकता होती है: एक माप शोर (आपकी पहचान की अशुद्धि) का सहसंयोजक है, और प्रक्रिया के शोर के कोवेरीयन के लिए एक (आपके द्वारा निर्दिष्ट मॉडल से गेंद की गति कैसे विचलित हो जाती है)।

यदि आप किसी एकल ऑब्जेक्ट को ट्रैक कर रहे हैं, तो कलमन फ़िल्टर आपको कुछ शोर को सुचारू करने देता है, और यह भी भविष्यवाणी करता है कि ऑब्जेक्ट कहाँ है जब एक पता लापता है (जैसे कि ऑब्जेक्ट को रोक दिया गया है)। यहां MATLAB के लिए कंप्यूटर विज़न सिस्टम टूलबॉक्स का उपयोग करते हुए एक कलमन फ़िल्टर के साथ एकल ऑब्जेक्ट को ट्रैक करने का एक उदाहरण है

यदि आप कई वस्तुओं को ट्रैक कर रहे हैं, तो कलमन फ़िल्टर भविष्यवाणियां आपको यह तय करने देती हैं कि कौन सी वस्तु किस वस्तु के साथ जाती है। ऐसा करने का एक अच्छा तरीका यह है कि भविष्यवाणी की त्रुटि कोविरेंस को पहचानने की लॉग संभावना का उपयोग करें। यहां कलमन फ़िल्टर के साथ कई ऑब्जेक्ट्स को ट्रैक करने का एक उदाहरण है


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अच्छा उत्तर। एक नोट हालांकि। राज्य केवल स्थिति और वेग हैं
aiao

@aiao, निरंतर त्वरण गति मॉडल के लिए, त्वरण राज्य का हिस्सा है। निरंतर वेग मॉडल के लिए यह नहीं है।
दिमा

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यह ऑनलाइन पाठ्यक्रम समझने में बहुत आसान और सरल है और मेरे लिए इसने कलमन फिल्टर को बहुत अच्छी तरह से समझाया।

इसे "प्रोग्रामिंग रोबोटिक कार" कहा जाता है, और यह स्थानीयकरण के तीन तरीकों के बारे में बात करता है: मोंटे कार्लो स्थानीयकरण, कलमन फिल्टर और कण फिल्टर। यह उदाहरण के रूप में सोनार की जानकारी पर ध्यान केंद्रित करता है, लेकिन स्पष्टीकरण इतना सरल है कि आप "सोनार" को "दृश्य जानकारी" से बदल सकते हैं और यह अभी भी समझ में आएगा।

पाठ्यक्रम पूरी तरह से नि: शुल्क है (यह अब समाप्त हो गया है इसलिए आप सक्रिय रूप से भाग नहीं ले सकते हैं लेकिन स्टैनफोर्ड के प्रोफेसर द्वारा पढ़ाए गए व्याख्यान को आप अभी भी देख सकते हैं)।


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यह अभी भी सक्रिय है। आप अभी भी कोर्सवर्क पूरा करने के लिए प्रमाण पत्र प्राप्त करते हैं। आप अभी भी सक्रिय रूप से भाग ले सकते हैं और अपने सवालों के जवाब मंचों पर प्राप्त कर सकते हैं।
नरेश

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जब आप दृश्य ट्रैकिंग कर रहे होते हैं तो आपको एक मॉडल की आवश्यकता होती है , जो वास्तविक दुनिया की प्रक्रिया का गणितीय प्रतिनिधित्व है। यह मॉडल माप से प्राप्त किसी भी डेटा को समझ देगा, उन संख्याओं को जोड़ देगा जो हम डालते हैं और हम सिस्टम से बाहर निकलते हैं।

लेकिन एक मॉडल वास्तविकता का सरलीकरण है क्योंकि आप कम संख्या में मापदंडों का उपयोग करेंगे। सिस्टम के बारे में आप जो नहीं जानते हैं उसे शोर या अनिश्चितता कहा जाता है। यह उतना ही महत्वपूर्ण है जितना आप जानते हैं। जैसा कि हम पूरी तरह से एक प्रणाली का वर्णन नहीं कर सकते हैं, हमें वास्तविक दुनिया से माप की आवश्यकता है ताकि हम यह बता सकें कि हम जिस प्रणाली के लिए मॉडलिंग कर रहे हैं वह क्या हो रहा है।

कलामन हमारे मॉडल के साथ, हम जो अनुमान लगाते हैं, और जो हम दुनिया से मापते हैं, दोनों को एक भारित अर्थों में मिलाकर एक उपकरण है।

आप हर चरण में एक राज्य की गणना करेंगे । यही आप वर्तमान में सिस्टम के बारे में जानते हैं। राज्य प्रक्रिया समीकरण और माप समीकरण से प्रभावित होता है । दोनों समीकरणों में अलग-अलग कोविरियन हैं। कलमन यह तय करेगा कि दोनों ने कलमन लाभ को समायोजित करके प्रत्येक चरण को अधिक प्रभावित किया है।

इस तरह से मैं इस बारे में सोचता हूं जब मैं सूत्रों में गहराई से उतरना नहीं चाहता।


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Kalman फ़िल्टर AWGN द्वारा प्रतिध्वनित सिग्नल के इष्टतम रेखीय अनुमान को पुनरावर्ती प्रदान करता है। आपके मामले में, राज्य (आप जो अनुमान लगाना चाहते हैं) लक्ष्य स्थान द्वारा दिया जाएगा। माप आपके एल्गोरिदम द्वारा निर्धारित किया जाएगा।

यदि आपने विकिपीडिया लेख पढ़ा है, तो आप इस प्रस्तुति को दृश्य ट्रैकिंग पर देखना पसंद कर सकते हैं । क्या आपके पास कोई किताब है?

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