基于惯性测量与视频图像信息综合的抗遮挡跟踪策略在机载光电侦察瞄准系统中的应用研究

目标跟踪是机载光电侦察瞄准系统的一个重要工作模式,其性能的优劣直接决定着载机系统完成任务使命的效能。针对机载光电侦察瞄准系统目标跟踪应用中存在的主要问题和技术难点,本文基于系统多源传感器构型及应用特点,综合组合惯导、运动测量、伺服控制、地理坐标及图像信息等多维度参数,提出了一种基于惯性测量与视频图像信息综合的智能目标跟踪策略,通过仿真分析与飞行测试表明,该策略有效提高了目标跟踪抗遮挡性能,实现了全动态复杂场景下稳健持久跟踪,提升了载机系统侦察监视、目标定位、瞄准引导的作战能力。     

基于时空马尔可夫随机场模型的车辆跟踪算法研究

鲁棒的车辆跟踪是实现交通事件自动检测的重要前提,车辆跟踪中的车辆相互遮挡则是影响车辆跟踪结果的关键因素。针对这一难题,设计自适应的车辆跟踪算法,并依据交通图像序列的时空相关性,根据马尔可夫的基本理论和贝叶斯方法,应用MRF-MAP理论分析框架,并结合了彩色图像序列的纹理信息建立了图像序列的时空马尔可夫随机场模型。采用随机松弛算法中的Metropolis算法来求解时空马尔可夫随机场模型,对车辆跟踪得到的目标标号图进行优化,从而解决车辆跟踪中的遮挡问题。初步实验结果,跟踪不遮挡的车辆时达到的跟踪成功率为95%。遮挡情况时成功率也可达到83%。实验结果表明,该跟踪算法在不遮挡时效果非常理想,在遮挡情况下跟踪鲁棒性也较好。     

一种基于车辆遮挡模型的车流量统计算法

传统视频检测车流量统计利用车辆跟踪解决遮挡问题,算法复杂且容易受到外界干扰影响,为此建立了若干车辆遮挡模型,利用分层轮廓匹配法将运动目标与车辆遮挡模型进行轮廓匹配识别出遮挡车辆。为了提取运动目标完整外部轮廓,提出一种基于连通域的两轮扫描法来标记各个运动车辆,并利用YUV彩色空间对阴影进行检测和抑制,提高车流量统计精度。实验结果表明,该方法能有效识别遮挡车辆,具有较高的车流量统计精度。     

正投影模型下基于一维子空间的遮挡点恢复方法

为了恢复图像遮挡点,假设相机为正投影模型,提出了一种基于1维子空间的遮挡点恢复方法,该方法利用第1幅图像点构成的2个行向量外加1个行向量可以组成三维空间点构生成的子空间的特性,线性迭代地求取遮挡点的真实图像位置.此方法最大的优点是在整个求解过程中都是线性的.收敛性实验表明了该方法具有很好的收敛性能,同时,和Eriksson方法及Ma方法比较显示了本文方法具有较好的收敛精度.     

基于椭圆拟合的车辆遮挡处理算法

为了对遮挡车辆进行分割,提出了一种基于椭圆拟合的车辆遮挡处理算法。在遮挡检测方面,利用最小二乘椭圆拟合法检测独立前景区域中的车尾阴影。如果检测到2个车尾阴影,则判断前景区域中存在着遮挡现象。在遮挡处理方面,利用与车道线方向平行的直线将前景区域轮廓分割为2个子轮廓。之后,提出了长轴方向固定的最小二乘椭圆拟合法对2个子轮廓分别进行拟合,并定义2个子轮廓到各自椭圆的距离之和作为分割评价函数,最后选择具有最小评价值的直线作为车辆遮挡的分割直线。实验结果表明,该算法能够准确地检测和分割车辆间的遮挡现象。     

卡尔曼滤波在单目相机运动目标定位中的研究*

单目相机运动目标定位是视觉跟踪的基本任务之一,视觉传感器对目标点位置的获取至关重要。根据单目相机针孔模型,将运动目标图像二维坐标,通过几何关系映射为相机坐标系的三维坐标。标定相机高度和旋转参数,在此基础上求得目标位置坐标。当运动目标被遮挡时,以匀变速运动为模型,根据先前位置信息确定加速度和速度,并对加速度进行自适应更新,建立运动目标状态方程,利用卡尔曼滤波算法预测目标位置。以预估位置代替真实位置,继续估计后续运动状态,在预估位置搜索运动目标,实现运动目标遮挡定位跟踪。实验结果表明,该定位方法具有可行性,当运动目标发生遮挡时,能够完成对目标的定位和跟踪。     

钢铁厂屋顶光伏发电效率分析及优化设计

结合某钢铁厂屋顶光伏发电项目实测数据,对光伏电站发电效率进行了计算,并辅助试验分析,对组件朝向倾角、低照度、阴影灰尘遮挡几个影响因素进行了深入研究,给出了钢铁厂屋顶光伏发电项目优化设计的建议:优先选择接近最佳朝向和最佳倾角方式安装组件。低光照时逆变器跟踪效率较低,设计时要考虑MPPT电压匹配;组件布置应充分考虑周围烟囱等构筑物的遮挡情况,表面积灰对组件发电量的影响较大,从设计源头上应尽量避免组件行遮挡。     

基于峰值功率估计的TCT光伏阵列动态重构方法

为了解决局部阴影遮挡引起总交叉绑定型(total-cross-tied,TCT)光伏阵列电流失配导致的输出功率损失、热斑效应问题,该文通过探究TCT光伏阵列的功率运行特性提出了一种基于峰值功率估计的动态重构方法。该方法基于新的峰值功率估计(peak power evaluation,PPE)理论采用遗传算法将其应用在TCT光伏阵列功率优化重构的求解中。峰值功率估计理论仅需要光伏阵列的额定参数和光辐照度,就可以快速、准确计算出光伏阵列的最大功率运行点,解决了现有方法仅依靠直接功率估计原理导致功率估计精度低的问题,从而提升了光伏阵列功率优化重构的效率。在长方形、三角形、梯形阴影遮挡场景中进行仿真分析,证明了该方法对最大功率估计误差小于1%,进而能有效提升光伏阵列的输出功率。     

基于特征的地平线遮挡剔除算法

可见性计算是计算机图形学的一个基本问题,高效的可见性计算可大量节省关于场景中不可见部分的计算。提出了一种新的基于地形特征的可见性判别算法。该算法首先提取场景的主要山脊线特征,然后构造地形的多分辨率层次细节模型,实现对四叉树结点的快速访问,最后应用增量地平线消隐技术及地形包围盒技术,实现了基于地形山脊线特征的快速遮挡剔除算法。实验结果证明了此算法的有效性。     

隐藏物的连续太赫兹反射扫描成像实验

太赫兹成像的优势在于能够穿透大多数非金属、非极性物质进行隐藏物的探测,而且不会对生物体造成伤害。其中太赫兹反射成像具有更为广泛的应用空间。由于对常见包装品和衣物的穿透能力在太赫兹反射成像系统的评估中十分重要,故利用CO2抽运太赫兹激光器所搭建的2.52THz反射扫描成像系统对剃须刀、铅笔字、5角硬币、金属纪念币和星卡等多种物体进行了穿透力实验;以纸、纸质快递信封和实验服为遮挡物,进行了成像对比分析。实验结果表明,该成像装置可以穿透单层实验服或单层纸制信封对目标成反射像,最大插入损耗近42dB。