基于双目立体视觉的船舶轨迹跟踪算法研究

双目立体视觉模型通过模拟人眼可以实现对目标距离的测量。为了获得水上船舶实时的运动状态,提出了一种基于双目立体视觉的船舶轨迹跟踪方法。首先,通过摄像机标定、线性空间点三维重建可以测得以相机为中心到船舶的距离,得到船舶的部分运动轨迹;其次,在双目立体视觉测距系统的基础上采用常速(Constant Velocity,CV)模型的方法对船舶运动建模;最后,对建立的船舶运动模型利用强跟踪卡尔曼滤波(Strong Tracking Kalman Filter,STKF)船舶轨迹跟踪的方法跟踪船舶的轨迹并估算目标船舶实时的运动状态。实验结果表明,基于双目立体视觉的船舶轨迹跟踪的方法能有效地跟踪船舶轨迹且适用于工程应用的需求。     

双目视觉运动目标跟踪定位系统的设计

针对运动目标在被遮挡时跟踪丢失问题,采用双目视觉对运动目标进行跟踪定位.首先,利用背景差分法实现目标检测;然后,利用Kalman滤波器改进的CamShift算法与FAST角点检测算法相结合,通过缩小角点检测的范围,提高预测的准确性和跟踪速度,同时有效解决了目标跟踪丢失问题;最后,通过双目立体视觉视差原理求出目标的三维坐标,实现对目标的定位.实验结果表明,该系统有效地解决了目标跟踪丢失问题,且算法实时性良好,有利于工业上使用机器人对运动目标的精确抓取.     

基于立体视觉的目标检测与轨迹预测研究综述

目前基于立体视觉信息的运动目标识别定位、跟踪及轨迹预测是机器视觉领域的研究热点.通过归纳整理相关文献,从双目立体视觉技术、运动目标检测技术、运动目标轨迹预测技术三个方面对基于立体视觉的运动目标检测及轨迹预测进行了概述,分别阐述了相机标定的常见方法、图像特征提取及立体匹配不同算法的适用场景、各运动目标检测方法的优缺点、常...     

双目视觉的弱点动目标粒子滤波跟踪定位研究

在研究红外图像序列的弱点动目标粒子滤波跟踪算法和双目立体视觉摄像机标定算法的基础上,基于双目视觉设计了双目图像序列弱点动目标的跟踪、空间定位系统。仿真实验表明：对粒子基于估计参数后的密度函数分配权重的算法,提高了图像跟踪精度,采用线性三角定位方法,有效地实现目标空间定位。     

基于立体视觉的目标姿态测量技术

基于动态场景分析的计算机视觉系统尤其是对运动目标的运动参数测量已成为计算机视觉研究的热点;建立了基于双目立体视觉的目标姿态测量系统,使用两个摄像机在不同视角对同一目标进行拍摄,采用DLT方法对摄像机标定;对拍摄到的图像进行去噪、滤波,通过立体图像匹配得到特征点在两幅图像中的同名点,姿态参数求解结合DLT算法和立体图像匹配算法,实现了对目标姿态参数的测量,得到了目标的三维姿态信息;实验结果表明,该测量系统结构简单,计算量小,具有较高的测量精度.     

基于非线性扩散滤波的双目视觉跟踪与测量研究实现

针对双目视觉跟踪与测量技术的研究主要集中在缩短时间,精确性问题考虑不够充分;结合KAZE特征提取算法,利用卡尔曼预测对目标进行跟踪,提出一种基于图像匹配的双目视觉跟踪与测量算法;将KAZE特征提取算法和SIFT、SURF等算法进行仿真对比,结果表明KAZE算法具有更加出色的匹配率,而跟踪速度相当;运用KAZE算法与卡尔曼预测跟踪技术实现了基于Visual Studio环境下的双目视觉测量与跟踪系统,测试结果表明,该系统可进行有效的高精度测量。     

基于单摄像头的运动目标跟踪定位技术研究

单目视觉跟踪定位、双目视觉跟踪定位和多目视觉传感器跟踪定位是当前的计算机主要的视觉定位跟踪方式,但是由于利用双目视觉跟踪定位和多目视觉传感器中存在着视场小、系统结构庞大、立体匹配难等缺陷,在很多工业制造场合已逐渐被标定步骤少、结构简单的单目视觉所代替。本实验通过单目视觉方式实现了对运动目标跟踪定位,并设计了基于单摄像头的运动目标跟踪定位系统,采用CamShift算法通过目标颜色信息选取对目标进行识别、提取以及检测,通过基于邻域线性搜索与卡尔曼滤波器相结合的跟踪算法,准确实现运动目标的识别和定位,并进行了一系列相应的理论实验验证与分析,给出了最终的实验结果。     

基于多视角视频的运动重建

为了更逼真地从视频图像序列中实现三维人体骨架动画形式的提取,以便进一步地对人体运动进行分析与研究,提出了一种基于多视角视频的运动重建的方法。该方法充分利用了标记点的信息,其核心步骤有标定摄像机,提取标记点,跟踪标记点和人体运动三维重建四个主要方面。其中,在跟踪标记点时,使用了基于多视觉的目标跟踪算法,该算法由结合了扩展卡尔曼滤波预测与标记点轨迹平滑性约束所构成的双目立体视觉跟踪与多目视觉数据融合两个方面。实验结果证明了所提方法的有效性与可行性。     

基于投影直方图匹配的双目视觉跟踪算法

为了在机器人机械手双目视觉伺服系统中跟踪并精确定位目标的空间位置,提出了一种利用投影直方图匹配和极线几何约束的目标跟踪方法。分别在2个视觉中人工标定目标,并提取目标在多颜色空间的水平、垂直投影直方图作为匹配模板;在一个视觉中利用目标的运动一致性原则和投影直方图匹配搜索并跟踪目标;在另一个视觉中依据双目视觉系统的极线几何原理限定目标搜索范围,搜索并定位目标。该方法利用水平、垂直投影直方图描述目标的结构信息,同时完成了双目视觉系统中的目标跟踪与配准功能,有利于目标的精确定位和视觉测量。实验结果表明,该方法可在双目视觉系统中有效跟踪目标,运算效率高,鲁棒性强。     

一种基于SIFT特征的机器人环境感知双目立体视觉系统

针对双目立体视觉系统在机器人环境感知领域中存在的立体匹配以及测量精度问题,设计一种基于SIFT特征的双目立体视觉测量系统.利用SIFT特征良好的旋转、尺度、光照不变性等特性,有效地解决双目立体视觉系统的匹配问题,同时将SIFT算法在由FPGA和DSP组成的嵌入式系统上实现,显著地提高测量系统的实时性.提出一种基于二次多项式的误差补偿方法,对系统的测量结果进行补偿,弥补双目立体视觉系统测量误差随测量距离增加而增加的不足,从而提高系统测量精度.通过实际的测量实验、移动机器人环境感知实验以及与现有双目立体视觉产品的对比实验结果表明,系统能够很好地解决双目立体视觉的立体匹配和精度问题,并且能较好地应用于移动机器人环境感知任务中.     

基于序贯检测机制的双目视觉运动目标跟踪与定位方法

为了提高复杂环境下的目标跟踪精度,提出了一种基于序贯检测机制的双目视觉运动目标跟踪方法.该方法在序贯检测机制下,将粒子滤波、稀疏场主动轮廓和CamShift等方法结合.首先用基于颜色特征的粒子滤波估计最优跟踪窗口;通过跟踪窗口和目标的相似度决定足否采用稀疏场主动轮廓方法,然后由目标轮廓和目标的相似度决定是否需要CamS...     

基于视差和SIFT的双目视觉移动目标识别和追踪的研究

开展基于视差和尺度不变特征变换(SIFT)的双目视觉移动目标识别和追踪的研究。首先采用基于梯度的立体匹配算法得到较准确的左右视图视差映射,其次通过视差映射提高基于SIFT特征的左右视图运动目标的匹配精度,最后利用视差映射和区域增长的方法相结合分别在左右视图完成运动目标的追踪。实验结果表明,基于视差信息和SIFT的双目视觉移动目标识别与追踪算法具有很好的准确性,能够在连续视频中完成左右视场中对同一物体的追踪。     

Binocular motion tracking by gaze fixation control and three-dimensional shape reconstruction

It is an easy task for the human visual system to gaze continuously at an object moving in three-dimensional (3-D) space. While tracking the object, human vision seems able to comprehend its 3-D shape with binocular vision. We conjecture that, in the human visual system, the function of comprehending the 3-D shape is essential for robust tracking of a moving object. In order to examine this conjecture, we constructed an experimental system of binocular vision for motion tracking. The system is composed of a pair of active pan-tilt cameras and a robot arm. The cameras are for simulating the two eyes of a human while the robot arm is for simulating the motion of the human body below the neck. The two active cameras are controlled so as to fix their gaze at a particular point on an object surface. The shape of the object surface around the point is reconstructed in real-time from the two images taken by the cameras based on the differences in the image brightness. If the two cameras successfully gaze at a single point on the object surface, it is possible to reconstruct the local object shape in real-time. At the same time, the reconstructed shape is used for keeping a fixation point on the object surface for gazing, which enables robust tracking of the object. Thus these two processes, reconstruction of the 3-D shape and maintaining the fixation point, must be mutually connected and form one closed loop. We demonstrate the effectiveness of this framework for visual tracking through several experiments.     

目标跟踪综述

随着深度学习与人工智能技术的不断发展,视频目标跟踪已经成为了计算机视觉的重要研究内容,在公安布控、人机交互、交通管制、军事等各个领域起到越来越重要的作用。尽管现在国内外学者提出了多种目标跟踪算法,也搭建了较为完善的目标跟踪系统,但是算法的鲁棒性依然是一个比较大的挑战。本文对运动目标跟踪系统结构进行了简要介绍,并从特征提取及融合、外观模型、目标搜索等方面详细阐述了目前主流运动目标跟踪算法。然后对目标跟踪算法在深度学习大环境下的新发展进行了分析,从基于深度学习的目标跟踪及目标检测算法角度分析了深度学习在提高目标检测算法鲁棒性方面的有效性,最后概述了深度学习在视频目标检测算法中的具体应用并对其未来发展进行了展望。     

一种嵌入式实时图像跟踪系统设计

该文提出了一套可用于快速视觉信息处理的实时目标跟踪嵌入式视觉系统。系统的硬件设计采用了基于DSP和现场可编程逻辑器件(FPGA)的双处理器结构和基于CMOS的图像采集。软件采用了适于流水线运算的块匹配算法,实现了对目标的快速定位和实时跟踪。     

基于细胞神经网络运动目标跟踪算法研究

运动目标跟踪是模式识别、图像处理、计算机视觉等领域的重要课题,它把图像处理、自动控制、信息科学有机结合起来,针对背景是静止的运动物体图像序列,提出了基于细胞神经网络移动目标跟踪,该算法大部分采用细胞神经网络结构,能够实现高效、快速的移动目标跟踪,可以满足实时需要,在实验基础上验证了该算法的有效性。     

双目视觉模型移动目标跟踪系统

为了使机器人能够对目标进行自主智能的跟踪,基于仿生学原理建立双目视觉模型,设计出四自由度的仿人眼颈跟踪系统,通过上位机与下位机的配合以及2台摄像机与4台直流电机,实现双目视觉移动目标跟踪系统.该系统通过双目摄像机对目标进行图像采集,由PC机对目标进行特征提取以及一系列处理后计算出目标的移动范围,将目标移动数据传输至下位机后通过PID控制算法平滑控制直流电机的运转方向与运转速度,从而对移动目标实现良好的跟踪性能.