一种地面固定目标的双模跟踪方法

提出了一种由相关跟踪算法的改进算法和形心跟踪算法复合而成的新的双模跟踪算法．以双模跟踪算法作为算法核心形成一套实时跟踪处理软件系统，可用来实现对地面固定目标的模拟跟踪．同时还讨论了目标判别的策略和对目标丢失后的处理方法．     

基于帧间差分与Camshift相结合的目标跟踪算法

为了能够准确和快速的跟踪运动目标，提出了帧间差分与Camshift相结合的目标跟踪算法。首先，根据帧间差分确定目标的运动区域，再确定运动区域的质心，并以此质心为中心初始化跟踪曲线。然后在此区域内提取特征，用Camshift算法进行目标跟踪。此方法克服了传统Camshift算法需要人为定位和容易发散的缺点。最后通过实验验证了本算法的有效性。     

滑动置信度约束的红外弱小目标跟踪算法研究

为了提高红外视频弱小目标的跟踪精度,提出了滑动置信度约束的弱小目标跟踪方法。在快速自适应中值滤波的红外图像背景抑制技术的基础上,设计了正交变换和置信域约束的轨迹预测,利用加权参数增强目标函数的收敛性能,提高下一位置初的预测准确度;通过轨迹相邻点的位置差计算搜索窗口的大小,搜索与之相匹配的特征点进行关联处理,完成对初预测点的筛选;以滑动轨迹置信度检验为准则判决轨迹的真实性,并进行目标轨迹更新以实现对弱小目标的准确跟踪。通过红外弱小目标视频对所提算法进行了实验验证,结果表明,该算法对红外弱小目标的跟踪轨迹误差有较小的均方偏差与均方差,在噪声消除和对图像整体信息保护方面都具有良好的性能。     

基于IMM-UKF的雷达/红外分布式加权融合算法

在雷达/红外复合制导机动目标跟踪背景下,针对非线性机动目标融合跟踪存在滤波器易发散问题,提出一种基于交互式多模型无迹卡尔曼滤波(IMM-UKF)的分布式加权融合算法。IMM具有对不同目标机动模式自适应跟踪的能力;UKF对观测数据进行滤波估计,避免了计算雅克比矩阵,克服EKF滤波方法受滤波初值影响大、易发散的缺点;分布式融合算法提高了系统抗干扰能力及对目标跟踪的有效性和跟踪精度。仿真结果表明:该算法在处理非线性系统机动目标跟踪融合结果误差均得到减少,更能提高目标跟踪滤波精度,增强了系统稳定性。     

基于相关和卡尔曼滤波的组合跟踪算法

针对现有单一或组合跟踪算法对于复杂背景条件下高速红外目标跟踪稳定性较差的问题,提出了基于相关和卡尔曼滤波的组合跟踪算法。该算法改进了相关跟踪算法的模板设计,并将其计算的目标位置作为卡尔曼滤波观测量输入来修正和预测目标航迹。在多种复杂背景条件下的反复测试验证表明,该算法有较好的鲁棒性,实现了对目标的稳定跟踪,满足光电系统对高速红外目标跟踪稳定性的高要求。     

基于红外相机和毫米波雷达融合的烟雾遮挡无人驾驶车辆目标检测与跟踪

战场环境下无人驾驶车辆的感知系统易受烟雾、扬尘等天气的影响,对关键目标的检测与跟踪能力大大下降,造成目标漏检、目标误检、目标丢失等严重后果。针对该问题,开发毫米波雷达和红外相机融合系统,采用目标级融合方式建立简洁有效的融合规则,提炼和组合各传感器的优势信息,最终输出稳定的目标感知结果。对毫米波雷达的目标进行有效性检验和提取,并提出改进的基于密度的含噪声空间聚类应用算法,以减少毫米波雷达噪音干扰。以YOLOv4网络为基础,引入MobileNetv2主干网络,在网络训练过程中运用迁移学习方法,同时对红外数据样本进行扩充,解决了红外图像训练样本少的问题。试验结果表明,相较于仅基于红外相机的算法,融合检测算法在烟雾环境下的精度显著提升,且算法实时性高,实现了烟雾环境下毫米波雷达与红外相机融合的目标检测与跟踪,提高了无人驾驶车辆目标检测与跟踪系统的抗烟雾干扰能力。     

实时图像序列的空中微小目标检测和跟踪

实时图像序列空中微小目标的检测和跟踪,采用基于对比度跟踪算法.其目标检测通过确定跟踪区域、分割目标等步骤先减少噪声影响,使图像对比度增强,把目标从背景中突显出来.同时,采用相应的目标识别及跟踪、记忆跟踪等方法,计算图像的目标预计位置,并附之以形状匹配.试验证明,该算法满足微小目标跟踪要求.     

终端红外图像制导信息处理技术研究

弹道终端目标图像充满视场时的跟踪点选择和继续跟踪能力是第四代先进空空导弹必须具备的性能.文中分析了弹道终端导引头图像跟踪过程,建立了图像探测器投影成像模型,研究了红外成像制导型空空导弹弹道终端目标图像的变化规律、弹目距离和相对速度对目标图像变化情况的影响及中段形心跟踪模式与末端局部图像跟踪模式的转换时机,提出了一种有利于减小成像导引头跟踪盲区、提高起爆控制精度的局部图像跟踪算法,该算法通过对机头部位的识别来确定局部图像跟踪点,并估算目标易损部位,从而为实现最优起爆控制奠定了基础.最后,对文中提出的算法用实际红外图像进行了仿真,其结果表明该算法是可行和有效的.     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。     

基于互信息测度红外目标图像相关匹配跟踪算法

在红外地面目标跟踪过程中，目标在图像系统中呈现多样化，任何一种单一的跟踪方式都无法满足系统的要求。对此本文采用一种多模跟踪方式，针对具体的目标，采用不同模式的跟踪方法。对于小目标，采用互信息测度的相关跟踪方式；对于大目标，采用形心跟踪方式。通过自适应波门来决定跟踪模式，实验证明该算法具有稳定而且精确的跟踪性能，算法执行时间短，完全可以满足实时性要求。     

跟踪窗自适应的捷联导引系统目标跟踪算法

捷联图像末制导导弹在跟踪的后期阶段,弹目距离和成像视角的变化会引起图像尺度和旋转变化,目标区域将由小变大直至充满整个视场。针对经典的Mean Shift算法在图像制导目标跟踪过程中不能自适应目标的尺度和旋转变化这一问题,研究了一种跟踪窗自适应的Mean Shift目标跟踪算法。对初始选定的椭圆目标跟踪区域和候选区域进行加权操作,并利用权值图像的零阶矩和Bhattacharyya系数,对真实目标面积进行精确估计。利用估计出的目标真实面积,并结合权值图像的2阶中心矩进一步构建可表达目标窗口内图像特征的协方差矩阵,再通过奇异值分解建立椭圆面积与协方差矩阵特征值之间的关系,从而计算出椭圆目标区域实际的主轴长度和方向,实现跟踪窗的自适应变化。仿真实验结果表明,该方法既具有Mean Shift算法精度高、实时性好的特点,同时又扩展了Mean Shift算法在目标发生尺度和旋转变化时的自适应能力。     

红外目标测量图像高精度定位方法

为解决红外目标图像定位算法易受干扰而影响定位精度的问题,根据红外目标测量图像的灰度分布特性,依据测量目标定位的要求,利用红外目标图像中每层灰度质心位置恒定的特点,提出了一种基于多质心的红外目标图像高精度定位方法.通过对每层灰度质心的聚类处理,成功地避开了测量图像噪声及背景灰度非均衡的影响,有效地提高了质心算法的定位精度.实验结果表明:该方法定位精度高,抗噪声能力强,算法效率高,易于实现,已在实际图像测量中得到充分应用.     

基于图像矩和小波能量的红外目标特征提取

特征提取是目标分类和识别的基础。图像矩反映了物体灰度相对于质心的统计分布情况。目标的红外图像信息在小波域主要集中在低频部分。文章中提出了一种提取红外目标不变特征的新方法,利用该方法提取的特征向量,对红外目标图像进行了分类识别。实验结果表明:这种方法对精确制导武器的目标识别具有较高的实用价值。     

一种图像抖动下的目标位置测量方法

根据舰载摄像机获取的图像序列抖动现象,提出了一种基于单目视觉测量技术的运动目标位置测量方法.该方法利用数字图像处理算法提取目标的质心,以灰度投影差值作为特征量估计图像当前帧的抖动矢量,结合摄像机的二维运动模型,计算目标去除抖动后的坐标.将此方法应用于运动轨迹已知的运动目标图像序列,能够去除舰船抖动的影响,获取目标的实际位置,具有很好的稳定性.     

基于形态学和Hough变换的航迹起始研究

为进一步提高密集杂波环境下航迹起始算法的有效性,受人工航迹起始方法的启发,将雷达多次扫描数据视作二值图像,提出了一种基于形态学中膨胀操作和Hough 变换相结合的航迹起始算法。首先为降低计算量,基于最大速度和雷达扫描周期这一先验信息构造了距离关联门,提出了一种去除图像杂波点的预处理方法;分析了雷达量测误差对目标位置的影响,给出了一种描述目标空间分布范围的近似方法,并依此构造了膨胀操作的结构元素,利用该结构元素对源图像进行膨胀来强化真实航迹呈直线这一特性,继而运用Hough 变换方法进行直线检测。仿真实验给出了各步操作的算法结果,证明了所提预处理算法和起始算法的有效性。     

红外成象型空空导弹目标识别与跟踪算法研究

根据红外成象制导型空空导弹图象传感器在目标识别与跟踪过程中获得的图象序列的特点。提出了一种基于红外图像序列的弹道终端红外图象跟踪时的跟踪算法．实现了目标特征点的自动识别与跟踪。文中以最大距离法对目标图象进行分割．以机头部位为局部图象跟踪时的跟踪部位，分析了导引头投影成象模型以及弹目距离、相对速度对目标图象变化情况的影响．研究了中段形心跟踪模式与末端局部图象跟踪模式的转换时机．定义了确定目标充满视场程度以及阻塞视场与否的两个判据。最后，以实测的飞机红外图象对文中提出的算法进行了仿真，结果表明本文的算法是可行和有效的。     

基于小波变换的海面目标自动检测

利用小波分析优良的局部化能力和方向特性，提出了一种基于小波变换的海面目标自动检测算法，该算法在小波分解的垂直分量中进行目标检测，经过互能量交叉和海杂波抑制后，通过最大能量判决检测目标位置，并利用双窗口相似性度量函数标定目标大小。实验结果表明，该算法可以在单帧图像中检出目标，并且对存在云层、鱼鳞光等干扰的复杂海空背景也能取得较好的检测效果。     

红外图像弱小点目标检测技术研究

针对低信噪比、背景和噪声干扰严重的红外图像中运动点目标的检测问题，提出了一种背景预测和目标轨迹搜索相结合的高效检测算法。该算法首先对序列图像进行高通滤波，然后对滤波后的图像进行背景预测，将原图像与背景预测图像相减获得残差图像，依据图像阀值分离出少量的候选目标点，再将含有候选目标的序列残差图像经过最大合并算法形成组合帧图像，最后利用目标运动的连续性和一致性在组合帧图像中搜索目标运动轨迹。     

红外成像制导的跟踪方法

本文以红外成像制导飞行器作为研究对象，对成像制导中跟踪算法作了介绍。叙述了数值交叉相关、快速傅氏变换、相位相关、时序相似性检测算法、减相关和边缘跟踪相关。