会上可能听到:“前车一变道,跟踪就慢半拍。——滤波器里是不是只有一个匀速模型?”
它到底是什么意思
每帧两步。预测:按运动模型把状态和协方差推到当前时刻。更新:拿新观测修正,预测越没把握、观测越准,就越听观测。速度这类测不到的量,也在这个循环里一起估出来。
放到轨迹预测里,就只剩第一步。没有新观测来修正,每往前推一步,协方差就再叠一次过程噪声,越远越大。这就是「远端发散」在滤波框架里的样子。
单一模型的软肋是机动:按匀速模型滤波的目标突然转弯,估计会滞后。IMM 让 CV、CTRV 这类模型并行滤波,谁更能解释新观测,谁的概率就涨,输出按概率加权。
机制图解
- 01交互混合按模型间的切换概率,把上一帧各模型的估计混成每个滤波器的起点
- 02并行滤波CV、CTRV 等各跑一遍卡尔曼的预测与更新
- 03更新模型概率谁更能解释新观测,谁的概率就涨
- 04加权输出按模型概率合成一个状态和协方差
容易搞混的地方
常见误解
卡尔曼滤波就是给检测框去抖
正确理解
它还在估测不到的量,比如速度、转弯率,并给出这些估计有多不可信
常见误解
IMM 已经能预测意图
正确理解
它只在几种运动模式之间切换,回答「现在怎么动」,不回答「想去哪」;长时预测仍然要意图
看懂之后可以追问
- 滤波器里放了哪几个运动模型?切换概率怎么定?只放匀速模型,目标一机动就滞后。切换概率决定多快「改信」另一个模型:太慢跟不上机动,太快又会让直行段被转弯模型扰动。
- 交给下游的预测轨迹,带不带随时域变大的不确定范围?只交一条线,下游就会把远处的点当成和近处一样可信。
沿着主线继续
先知道
- 运动学模型——假设某个运动量不变,按物理外推:CV 保速度,CA 保加速度,CTRV / CTRA 再保转弯率;短时好用,一长都失准。
- 多目标跟踪——把逐帧的检测连成有身份的轨迹:同一辆车跨帧保持同一个 ID,并估出单帧给不了的速度和横摆角速度。
接着看
- 意图预测——先把「对方想去哪」离散成几个候选:哪条车道、哪个出口,再给每个候选打分;轨迹等意图定了再补。