В традиционных системах слежения обычно используется модель точечной цели. В целевой модели точки:
Каждый объект моделируется как точка без пространственной протяженности.
Каждый объект дает максимум одно измерение на сканирование датчика.
Хотя модель точечной цели упрощает системы слежения, приведенные выше допущения могут оказаться недействительными при рассмотрении современных систем слежения:
В современных системах слежения значительную роль играют размеры расширенного объекта. Например, в автономных транспортных средствах целевые размеры должны учитываться надлежащим образом, чтобы избежать столкновения с объектами вокруг автономной системы.
Современные датчики имеют высокое разрешение, а объект может занимать более одной ячейки разрешения. В результате датчик может сообщать о множественных обнаружениях для этого объекта. В этом случае точечная модель не может полностью использовать способность датчика обнаруживать протяженность объекта.
При расширенном отслеживании объекта датчик может возвращать несколько обнаружений на сканирование для расширенного объекта. Различия между расширенным отслеживанием объектов и отслеживанием точечных объектов больше связаны со свойствами датчика, а не со свойствами объекта. Например, если разрешение датчика достаточно высокое, то даже объект с небольшими размерами может по-прежнему занимать несколько ячеек разрешения датчика.
Sensor Fusion and Tracking Toolbox™ предлагает несколько методов и примеров для множественного расширенного отслеживания объектов. В зависимости от допущений, сделанных в детекторе и трекере, эти методы можно разделить на следующие категории:
По одному обнаружению на объект.
В этой категории обычные трекеры (например, trackerGNN, trackerJPDA, и trackerTOMHT), которые предполагают одно обнаружение на объект. Эту категорию можно далее разделить на два метода:
Обнаружение точек для каждого объекта.
В этом способе, даже если датчик возвращает множество обнаружений на объект, эти обнаружения сначала преобразуются в одно репрезентативное точечное обнаружение с определенной ковариацией для учета распределения этих обнаружений. Затем репрезентативное обнаружение точек обрабатывается обычным трекером, который моделирует объект как точечную цель и отслеживает его кинематическое состояние. Несмотря на то, что этот метод прост в использовании, он упускает из виду способность датчика обнаруживать размер объекта.
Этот метод применяется в подходе Point Object Tracker, показанном в первой части расширенного отслеживания объектов автотранспортных средств с помощью радара и камеры.
Расширенное обнаружение объектов для каждого объекта.
В этом способе множественные обнаружения расширенного объекта преобразуются в одно параметризованное обнаружение формы. Определение формы включает в себя кинематические состояния объекта, а также параметры его протяженности, такие как длина, ширина и высота. Затем обнаружение формы обрабатывается обычным трекером, который моделирует объект как расширенный объект путем отслеживания как кинематического состояния объекта, так и его размеров.
В примере Track Vehicles Using Lidar: From Point Cloud to Track List обнаружения Lidar каждого транспортного средства преобразуются в кубовидное обнаружение с длиной, шириной и высотой. Трекер JPDA используется для отслеживания положения, скорости и размеров всех транспортных средств с этими кубовидными обнаружениями.
Несколько обнаружений на объект.
В этой категории расширенные трекеры объектов (например, trackerPHD), которые предполагают несколько обнаружений на объект. Обнаружения подаются непосредственно в трекер, и трекер моделирует расширенный объект, используя определенные геометрические формы по умолчанию с переменными размерами.
В примере расширенного отслеживания объектов автотранспортных средств с помощью радара и камеры подход GGIW-PHD Extended Object Tracker представляет формы транспортных средств в виде эллипсов, а подход Prototype Extended Object Tracker представляет формы транспортных средств в виде прямоугольников.
В примере Extended Object Tracking With Radar For Marine Surveillance трекер GGIW-PHD моделирует формы корабля как эллипсы.