图像跟踪技术在无人机自主着陆导航中的应用

引导无人机自主着陆,采用2个图像采集分系统的双摄像机视觉导航系统.由图像跟踪技术在图像中锁定无人机,并通过转台记录偏转的角度,以确定无人机的相对空间位置.并采用边缘跟踪算法,获取运动物体的外部轮廓特征,对序列图像进行处理,继而实现对运动物体进行识别跟踪.其仿真结果表明跟踪效果良好.     

一种新的快速智能电子稳像方法

设计了一种适用于移动摄像设备获取视频序列的快速电子稳像方法,较好地解决了抖动自动检测和准确补偿问题。首先,通过改进的图像插补算法估计出帧间全局运动参数,设置判别条件,进行抖动检测;然后对发生抖动的序列进行图像补偿,包括抖动补偿和局部运动补偿,从而得到稳定的视频序列。真实视频序列的稳像处理结果验证了抖动检测方法的可行性以及算法。实验结果和算法分析表明,该方法增强了电子稳像系统的智能性。     

机载影像测量消抖技术研究

针对飞行试验机载环境下摄像机或镜头的抖动影响影像测量精度的问题,提出了一种机载影像测量消抖算法.通过在同一帧画面内将运动目标和固定不动的参考系加以区分,利用参考系内3个以上不动特征点采用空间后方交会算法逐帧解算摄像机的外方位元素,修正摄像机拍摄时刻的位置和姿态,消除或减小摄像机抖动对测量精度的影响.试验结果表明,该方法可使影像测量精度提升至毫米级,满足飞行试验数据精度要求.     

海天背景下红外舰船目标实时跟踪算法研究

针对海天背景下的红外舰船图像对比度低、船载摄像机上下抖动剧烈的特点,文中提出了均值移位(mean-shift)和海天线检测相结合的红外目标实时跟踪算法.首先通过水平投影方法提取每帧图像的海天线,然后由相邻帧海天线的高度差设定每帧图像跟踪起始点,将目标的灰度和梯度信息进行加权来描述目标特征,利用mean-shift算法进行目标跟踪.实验结果表明,文中算法能够准确跟踪上下运动剧烈的红外舰船目标,跟踪速度达到12 fps.     

基于光电转台全局运动补偿与YOLOv3网络模型的运动目标检测算法

传统的动目标检测算法存在受噪声干扰大、背景建模时间长、无法识别目标类型等问题,并且背景建模等方法对全局运动存在限制要求.针对上述问题,提出新的运动目标检测算法,采用YOLOv3模型对观察序列中的视频进行检测,获得连续帧的目标识别结果;通过光电转台位置信息估算全局运动,对连续帧目标进行匹配获取一致性关系;计算目标像素速度与目标运动程度估值,判定目标运动状态.以车辆目标视频图像为研究对象,试验表明：算法在英伟达TX2与NX平台实现部署,单帧处理时间分别达到140 ms、36 ms,实现对多个运动目标的实时正确检测,并获取目标像素速度与运动方向等运动信息.     

基于计算机视觉的人体运动目标检测

基于计算机视觉的人体运动目标检测是计算机视觉领域中倍受关注的前沿课题。本文采用小波变换的方法,有效地处理了普通CCD摄像机所采集的人体运动图像的模糊,同时,去除了阴影对图像处理的负面影响,较好地提取出基于标志点的人体运动图像的边缘,为人体步态分析系统的研发提出了一个切实可行的方法。     

高动态运动目标参数摄像测量方法与系统

提出了一种基于对极几何约束和竞争判决机制的多目标轨迹联接技术,设计并实现了一种高动态、高精度的多目标六自由度运动参数测量系统.该系统通过多台数字式高速摄像机从不同方向拍摄高动态运动目标,对采集到的序列图像进行分析,交会计算得到目标的三维六自由度运动参数,并可将三维结果可视化输出显示.本成果已成功应用于某国家重点科研任务,完成了大量高动态目标运动参数测量.     

基于深度学习的炸点图像识别与处理方法

为了提高弹丸近炸落点位置的测试精度,改善传统炸点图像易受噪声干扰及环境影响的识别问题,提出基于深度学习的炸点图像识别与处理方法。该方法是以高速摄像机拍摄的多序列炸点图像为基础,利用GoogLeNet分类网络方法提取爆炸瞬间炸点信息,研究改进U-Net网络分割炸点图像,重点对炸点图像的主干特征提取和优化损失函数进行建模,对炸点图像数据信息集进行训练与测试,并通过Canny边缘提取算法提取炸点图像边缘,采用最小二乘法进行轮廓拟合,求解炸点像素坐标,结合摄像机空间几何关系,获得炸点空间坐标。实验结果表明,改进U-Net网络的PA值为94.2%,MPA值为97.6%,MIOU值为84.8%,相比于原始U-Net网络的分割精度更高,能够为后续炸点位置的获取及武器毁伤评估提供技术支撑。     

一种新型的飞行器跟踪器控制方案

反射镜目标运动跟踪器是一种增大摄像机拍摄目标视场的装置,该装置将反射镜置于摄影机之前。运动物体的运动图像经过反射镜反射到摄像机中。通过对反射镜转动的控制,来达到增大摄影机拍摄运动目标的视场范围的目的。主要研究跟踪器中反射镜的控制方案和运动学控制方法。     

基于运动信息的弱小目标跟踪方法

近年来,低信噪比图像序列中弱小目标跟踪问题是国内外学者研究的一个热门课题.文中针对弱小目标的背景特性、目标特性和运动特性进行了深入分析,提出了利用序列图像小目标运动的连续性滤除背景以提高信噪比,运用目标本身特征和运动信息确认目标,减少虚警率,从而有效地跟踪弱小目标.算法收敛迅速,跟踪精度高.仿真实验结果表明该方法能够准确高效的检测并跟踪运动小目标.     

红外/毫米波雷达双模导引末状态的目标跟踪算法

红外/毫米波雷达双模导引末状态的目标跟踪算法基于目标形心估计法.即在复合跟踪的基础上先进行空间配准,再建立跟踪窗口,然后在窗口内逐场或逐帧计算出目标图像形心坐标相对于窗口中心的偏离量,并实时输送给复合导引头数据融合跟踪系统.该算法包括图像输入、选择灰度门限并确定跟踪窗口、计算质心及求得质心加权平均、窗口中心的自适应调整、判断递推过程中止条件等步骤.     

图像序列中多目标跟踪方法

介绍了一种以目标形心位置和帧间位移测量的多目标跟踪方法。当目标在传感器视场中交叉运动,图像相互重叠时,得到由两个目标形心位置线性组合的融合后的图象测量方程。图像的重叠导致状态估值误差的相互依赖性,利用联合测量耦合滤波器对两个目标进行状态估值,并提出了改进的滤波模型。仿真结果表明,该算法能实现对交叉运动目标进行精确跟踪。     

基于旋转反射镜光学成像的动态目标跟踪方法

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目标运动数学模型;依据反射镜角度偏移量,研究反射镜转动参数与目标运动参数的匹配关系;采用嵌入式控制器、反射镜、光学相机等搭建系统硬件平台,并结合目标运动数学模型和图像处理算法,实现目标跟踪系统多参量的调控与优化。系统测试结果表明,在变速运动状态下所建立的目标跟踪模型能够获得清晰的目标图像,达到了跟踪的目的。     

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.     

基于空时稀疏表示的红外小目标检测算法

提出了一种基于过完备空时字典及其稀疏表示的红外小弱目标运动检测算法。采用K奇异值分解算法学习连续多帧图像的运动信息和形态特征,构建自适应形态过完备空时字典;利用高斯运动模型检验自适应形态过完备空时字典,将其划分为能分别描述目标与背景的目标过完备空时字典和背景过完备空时字典;将连续多帧图像分别在目标过完备空时字典和背景过完备空时字典上稀疏分解,利用几个最大稀疏系数及其空时原子重构信号,增强二者残差来检测小目标信号。实验结果表明,该过完备空时字典不仅能同时描述目标与背景的运动信息和形态特征,极大地提高信号表示的稀疏程度,而且能有效增强目标与背景的特征差异,提高小运动目标的探测能力。提出了一种基于过完备空时字典及其稀疏表示的红外小弱目标运动检测算法。采用K奇异值分解算法学习连续多帧图像的运动信息和形态特征,构建自适应形态过完备空时字典;利用高斯运动模型检验自适应形态过完备空时字典,将其划分为能分别描述目标与背景的目标过完备空时字典和背景过完备空时字典;将连续多帧图像分别在目标过完备空时字典和背景过完备空时字典上稀疏分解,利用几个最大稀疏系数及其空时原子重构信号,增强二者残差来检测小目标信号。实验结果表明,该过完备空时字典不仅能同时描述目标与背景的运动信息和形态特征,极大地提高信号表示的稀疏程度,而且能有效增强目标与背景的特征差异,提高小运动目标的探测能力。     

基于图像流分析的红外运动点目标检测算法

文中提出了将图像流分析与多级假设检验算法相结合的红外序列图像中运动点目标的检测方法。该方法利用目标的运动特性来实现检测算法．是一种快速简单的有效方法。     

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。     

基于单目视觉的制导炮弹位姿参数测量方法

为了给制导炮弹末端弹道的精确控制提供有效依据,根据弹丸飞行弹道特性,借鉴计算机单目视觉技术和摄影测量方法,提出了一种基于四元数的炮弹位姿参数测量的新方法.该方法通过分析摄像机采集的目标区图像序列,利用4个已知空间坐标的非共面控制点,建立过渡坐标系,分两步来计算炮弹的空间位置和姿态参数.仿真结果表明,测量误差随着相对距离减小而收敛.提出的新方法可以精确测量炮弹的位姿参数,作为构建弹道控制模型的基础.