电视跟踪的计算机控制系统

电视跟踪的计算机控制系统华中光电技术研究所曹兵１概述在电视跟踪系统中，首先要在整个视场中能获取被跟踪的目标。对目标进行搜索和跟踪的计算机控制系统包括光学系统和伺服系统。光学系统为ＣＣＤ摄象机提供相应的视场，伺服系统为计算机提供目标的高度方位角位移量。...     

基于TMS320DM642的PPM跟踪算法设计与实现

文中设计了一个实时目标跟踪控制系统,采用PPM（后验概率指标）目标跟踪算法,辅以模板自适应算法和目标轨迹预测算法。系统可以进行360。场景的巡逻监控,并在手动捕获待跟踪的运动物体后,实时跟踪目标。利用目标偏离视场中心的偏差生成控制信号,以此控制云台的运动,确保目标始终处于摄像机的视场中央。经过优化的代码在SEEDVPM642平台上的运行结果表明,该系统能实时可靠地跟踪选定的目标。     

基于Camshift算法的运动目标实时跟踪系统

设计了一个基于Camshift算法的摄像机对目标的实时跟踪系统。应用该算法检测到每帧图像中目标的尺寸和中心位置,得到的数据通过串口控制云台的转动,使目标物体始终在摄像头的视场范围内,以实现摄像机对目标的同步跟踪。系统运行结果表明,当运动目标的距离和速度在一定的范围内时,能够实现实时跟踪。     

基于跟踪微分器的波门跟踪算法的研究

针对目标自动跟踪系统对目标跟踪算法实时性和精确性要求高的特点,提出了一种基于跟踪微分滤波器的运动目标跟踪方法.该算法利用跟踪微分器预测目标中心在下一帧体现在图像中可能出现的位置,以该位置为波门目标检测的中心,减少了目标的搜索范围,缩短了算法的运算时间.仿真结果表明,该方法具有不依赖于目标运动模型,实时性好,精确性高等优...     

基于跟踪特征的目标模型逼真度评估方法

为了实现红外仿真目标模型逼真度评估的目的，采用了基于跟踪算法提取目标模型关键特征的方法，通过分析跟踪过程的重点，确定以目标为中心的局部视场区域图像来评估目标模型。在现有红外仿真目标模型评估现状的基础上，采用典型的跟踪算法来设计完成试验，并进行了理论分析和试验验证，取得了较好的试验结果。结果表明，基于关键特征提取的方法中相似目标模型是不相似目标模型的2倍以上，有些高达10倍差距，可以基于目标图像关键特征来验证目标模型的有效性。此研究算法为后续红外仿真目标模型逼真度的评估具有实际指导和扩展的意义。     

通信

TN912006030666基于特征点的整数小波目标跟踪方法的研究/王丽荣,申铉国,王延杰(吉林大学通信工程学院)//光学技术.―2005,31(3).―401～404.基于提升方法的整数小波变换的诸多优点,以Harr整数小波变换为例,提出了动态目标跟踪算法。对标准图像进行整数Harr小波变换,并将提升项     

旋翼无人机视觉跟踪系统

设计实现了一种基于PC104计算平台的旋翼无人机自动目标跟踪系统.该系统由机载视觉子系统、地面站子系统、无线通信子系统3个部分组成.构建了完整的空地、人机交互环路.采用基于背景权重的Mean Shift目标跟踪算法,能够有效减小复杂环境背景对目标跟踪的影响.可靠性高且算法复杂度低.在室内外环境下进行的实验测试结果表明:系统在目标跟踪过程中即使遇到相似目标干扰或大面积遮挡,仍能够准确地自动跟踪目标,利用目标在图像中的位置主动引导数字云台与其保持相同运动方向,使目标尽可能处于相机中心视场范围内,验证了系统的可靠性和实时性.     

用于目标跟踪的多光路成像技术

用于目标跟踪的传统成像系统瞬时视场小、且为实现大范围覆盖需要对目标空域进行扫描,为了能解决宽视场覆盖和高分辨率的问题,提出一种新的基于空间多路成像技术的可直接判定宽视场中目标位置的目标跟踪方案。该方案利用多镜头阵列组合设计一种多光路、共焦平面、宽视场凝视成像系统结构,这种结构要求分割的各子视场之间有特定的重叠编码关系,以便同时成像之后解算目标位置。针对一维镜头阵列组合的情况,研究分析了镜头阵列的空间位置关系、各子视场编解码原理以及在目标跟踪技术中的应用,并在此情况下对简单目标跟踪算法做了研究和仿真。结果表明该方法能很好地实现在大视场中对目标的跟踪。     

基于VPX架构的目标跟踪系统设计

设计了一种目标跟踪系统,该系统利用立体沙盘模拟复杂地面环境,通过红外和可见光传感器采集图像数据,利用红外图像传感器来检测目标,在检测到目标的基础上,利用可见光传感器来跟踪目标。目标跟踪采用粒子滤波算法实现,为了实现对目标的稳定跟踪,结合红外传感器的检测结果和可见光图像的跟踪结果对目标模板的更新。该图像处理算法在以VPX为设计架构、FPGA＋DSP为核心的高速嵌入式图像处理平台实现,最终生成目标坐标偏差来控制伺服云台的转动,使其保持在视场的中心,并输出目标跟踪图像,实现对目标的跟踪。     

低空复杂背景红外小目标检测

提出了基于复杂低空背景条件下新的图像序列跟踪方法.首先在全视场范围内采用自适应滤波法搜索目标,连续几帧检测到目标后,进入小视场范围内分割检测目标进行精确跟踪.若目标丢失,再返回全视场模式搜索目标.试验结果表明,在背景噪声较为强烈的情况下,该方法依然能有效地检测跟踪目标.由于采取了小视场跟踪的策略,减少了计算时间,实时性较好.     

嵌入式红外目标识别跟踪系统的研究

本文研究的嵌入式红外目标处理系统基于ATR技术,它可以用来实现对动态红外目标的自动识别与跟踪。根据功能的要求,设计了一个包括红外信号采集处理模块、自动目标识别跟踪模块和嵌入式主控模块三部分的嵌入式处理系统。该系统可高速实时地处理动态目标,具有友好的人机交互界面;对提高目标识别的速度,实现系统的小型化有着积极的意义。文章重点介绍了系统各功能模块软硬件的具体实现。     

嵌入式视觉运动目标跟踪技术研究

传统的PPM（Posterior Probability Measure）视觉运动目标跟踪算法,在目标发生尺寸变化时,会因跟踪窗不能自适应地改变尺寸而导致目标跟偏甚至跟丢的现象.因此本文在深入研究PPM跟踪算法的基础上,基于PPM跟踪算法的运算特点,提出了一种能袁征被跟踪目标尺寸大小的PPM缩放指标,进而设计了跟踪窗口自适应的PPM跟踪算法,实验显示,改进后的跟踪算法能得到较好的跟踪效果.基于TMS320DM642对嵌入式视觉目标跟踪系统的结构和功能进行设计,对改进后的PPM跟踪算法进行了DSP移植,最终实现了一套嵌入式视觉目标跟踪系统.     

变结构控制在空间光通信PAT系统中的应用

基于离散指数趋近律和被控对象离散化模型设计了空间光通信的瞄准、捕获和跟踪系统(简称PAT系统)的变结构控制器,通过改变趋近律的参数,消除了系统的抖振现象,使得在滑模方式下系统收敛于平衡点,从而实现了系统远远高于经典频域法对动态目标的跟踪精度。仿真结果表明在跟瞄性能方面变结构控制跟踪动态目标的跟踪精度比经典控制提高了两个数量级,证实了该设计方法的可行性。     

Autonomous mobile target tracking system based on grey-fuzzycontrol algorithm

This paper presents a new position-based tracking system for autonomous mobile target tracking task. A grey-fuzzy controller (GFC) is developed for motion control of the tracker, in which dynamics models of the target and tracker are not required a priori. The target detection is based on the adaptive visual detector (AVD), which can online adjust the histogram model based on the change of surrounding conditions, such as light variation, in a natural environment. The AVD and GFC are integrated together for mobile target-tracking applications. There are several advantages of the integrated system, in particular: (1) it can rapidly learn the target appearance model for the detection involved with the tracking task; (2) the temporal dynamics model of the target motion can be approximated for the predictive localization of the moving target; and (3) the system can deal with the uncertain environmental conditions to ensure the tracking performance by GFC. Three mobile robots in the authors' laboratory have been used to demonstrate the success of this integrated system experimentally. They also conduct target tracking experiments, in which Chung Cheng-I tracks various moving targets. The results demonstrate the robustness and flexibility of the overall system in dealing with mobile target-tracking problems under varied natural environment conditions     

湖面自由空间光通信信标光的粗跟踪设计与实验

以湖面信标光为真实移动跟踪目标,设计了二维粗跟踪演示系统,验证空间光通信捕获、跟踪和对准(ATP)系统对机动目标的跟踪性能。采用双DSP和两轴精密转台搭建了粗跟踪的硬件平台。采用直方图阈值分割法将信标光从复杂的湖面背景中分离出来。采用预测自校正控制算法设计粗跟踪系统的控制器,具有较好的鲁棒性。进行了针对湖面移动信标光的二维跟踪实验,实验结果表明,粗跟踪系统有较好的跟踪精度,跟踪精度与跟踪距离远近关系不大,满足空间光通信跟踪系统的要求。     

基于复合控制的光电搜索跟踪转台控制系统设计与实现

高精度的控制系统是保证光电搜索跟踪系统实现目标稳定跟踪的关键因素之一.为提高光电搜索跟踪转台的响应速度及控制精度,在介绍系统总体功能的基础上,对控制系统进行建模,并设计了基于位置前馈与专家PID算法的复合控制策略,实际应用表明,该系统能对目标实现高精度的稳定跟踪,鲁棒性好,达到了预期的设计要求.     

算力限制平台下的长时目标跟踪

为了满足某些算力受到限制的应用场景的长时跟踪需求,如以C64x+DSP为核心的嵌入式系统,提出了一种由连续跟踪环节与目标检测环节两部分构成的低时间复杂度长时跟踪算法,连续跟踪环节基于自适应更新的时空上下文算法（STC）,目标检测环节使用归一化互相关匹配算法。在没有目标出视场、目标快速移动等特殊跟踪场景时,连续跟踪环节输出跟踪结果,在跟踪失败后,目标检测环节对全幅图像进行处理,只要目标出现在图像中,便可以重新锁定目标。经实验验证,目标检测环节可以在目标出现后准确检测到目标,满足了长时跟踪的要求。同时,目标检测环节在跟踪不可靠时的辅助定位也提升了连续跟踪环节的鲁棒性,使用OTB2013数据集测试,本算法的精确度较STC算法提升了4.95%。     

高分辨率多传感器融合图像跟踪系统的设计与实现

为了提高图像处理器目标跟踪的准确度和对复杂环境的适应能力,设计了一种CPCI架构的多传感器融合图像跟踪系统。针对高分辨率高帧频图像的采集、目标搜索与跟踪,设计并实现了以FPGA+DSP为核心的嵌入式图像处理平台,采用CPCI标准总线作为数据共享通道,由嵌入式图像处理平台完成实时计算,数据中心完成跟踪结果的数据融合和系统综合控制。实验结果表明：系统可以实现多路不同分辨率CameraLink图像或HD-SDI图像的采集和融合跟踪处理,该架构处理能力强,可扩展性高,结构紧凑,为图像融合跟踪系统提供了一种可靠的解决方案。     

PET吹瓶机加热功率控制系统设计

本文采用32位嵌入式处理器LPC2292作为核心控制器,以单向可控硅作为执行部件,运用相位触发调功和电压相位补偿的原理,设计了基于LPC2292的PET吹瓶机加热系统。经过不断地调试,该系统有效地实现了加热功率线性跟踪调节控制,能够控制多路红外线灯管稳定加热。在对电压相位触发设计的基础上,根据采样检测到的电源电压,对不同电压的触发相位进行补偿,最终实现加热功率的线性跟踪调节,本设计已成功应用于PET吹瓶机加热控制系统中。     

采用自适应模糊优化的目标跟踪加速方案

目标跟踪作为计算机视觉的重要方向之一,在自动驾驶、安防监控等方面有着广泛的应用,但是目标跟踪算法还无法有效地运行在嵌入式设备上。针对目标跟踪算法计算量大、复杂度高,难以部署在资源受限的嵌入式设备的问题,提出了一种基于相关滤波目标跟踪的加速方案。首先采用自适应模糊算法优化了跟踪算法整体运算量,它可以根据目标跟踪框的尺寸判定是否降低图像质量。其次采用了跟踪响应结果的峰值旁瓣比与平均相关能量比判据来评估跟踪结果的可信度,从而实现跟踪模型的自适应更新以及目标位置的重搜索。最后基于FPGA并行实现相关运算和跟踪检测器训练阶段的矩阵相乘运算,以提升算法实时能效性。所提出的加速算法基于PYNQ-Z2进行硬件测试,并在OTB-2015跟踪数据集上进行验证,该算法的跟踪精度与跟踪实时性分别为65.8%,17.28 frame/s,相比于原始算法,跟踪精度、跟踪实时分别提高了9.12%、703.7%。