目標(biāo)跟蹤算法與檢測(cè)處理技術(shù)研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤一直是航空、航天、武器制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的重要組成部分,它的精確定位實(shí)時(shí)跟蹤,可有效地提高系統(tǒng)的智能控制效率。目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中,跟蹤控制平臺(tái)的同步控制、目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別處理是整個(gè)控制核心,它制約系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于環(huán)境的多變性、目標(biāo)的多樣性使得各類動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤不是唯一的,都存在著不可預(yù)測(cè)的難點(diǎn),特別是遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)目標(biāo)動(dòng)態(tài)參數(shù)特征的變化,其存在著目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的加速、減速、背景環(huán)境變化、裝載平臺(tái)不一致等狀態(tài),使得遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤也帶來(lái)一定的困難

2、,本文基于此背景研究一種基于動(dòng)態(tài)的目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,為遠(yuǎn)程目標(biāo)信息獲取與智能控制、故障診斷等提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)。本研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 ⑴研究目標(biāo)跟蹤控制方法與控制原理,按照預(yù)定路徑、目標(biāo)、控制轉(zhuǎn)臺(tái)之間的關(guān)系,建立動(dòng)態(tài)目標(biāo)和控制平臺(tái)的幾何模型;根據(jù)跟蹤路徑上目標(biāo)理論速度,推導(dǎo)出目標(biāo)在整個(gè)路徑上各位移量與控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角控制偏移量的函數(shù)關(guān)系,利用光學(xué)系統(tǒng)的空間幾何特性,獲得整個(gè)路徑中的不同時(shí)刻的動(dòng)態(tài)目標(biāo)圖像,結(jié)合計(jì)算式確定目

3、標(biāo)位置,達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤目標(biāo)的目的。
　　 ⑵針對(duì)目標(biāo)跟蹤檢測(cè),提出了改進(jìn)的Mean Shift目標(biāo)跟蹤算法,結(jié)合采集到的目標(biāo)圖像,驗(yàn)證改進(jìn)算法的正確性,該算法克服了傳統(tǒng)Mean Shitt跟蹤方法在目標(biāo)對(duì)比度比較差的情況下的影響;為提高目標(biāo)檢測(cè)效率,研究利用小波變換對(duì)目標(biāo)圖像預(yù)處理,多尺度自適應(yīng)閾值快速算法提取邊緣特征;提出了小波包變換的高階統(tǒng)計(jì)量目標(biāo)檢測(cè)方法,分析高階統(tǒng)計(jì)量的判別準(zhǔn)則,研究與改進(jìn)小波包變換的算法在路徑動(dòng)態(tài)目

4、標(biāo)跟蹤的應(yīng)用。
　　 ⑶根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)特性與獲取的目標(biāo)圖像,研究動(dòng)態(tài)目標(biāo)圖像處理技術(shù)。利用Butterworth低通濾波、中值濾波、鄰域平均法、維納濾波等對(duì)跟蹤路徑熱輻射紅外目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理分析,通過(guò)預(yù)處理效果確定了中值濾波更能滿足系統(tǒng)要求;研究了目標(biāo)與背景分離技術(shù):利用最大類間方差法對(duì)動(dòng)態(tài)成像的目標(biāo)圖像進(jìn)行分割處理;研究了采用Roberts邊緣檢測(cè)算子、Prewitt邊緣檢測(cè)算子、Sobel邊緣檢測(cè)算子、canny邊緣檢測(cè)算子

5、對(duì)紅外目標(biāo)圖像邊緣識(shí)別與提取,通過(guò)處理結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)canny邊緣檢測(cè)算子具有良好的單邊緣特性,背景噪聲影響較小,有利于復(fù)雜環(huán)境目標(biāo)的識(shí)別與處理。結(jié)合跟蹤系統(tǒng)特性,在圖像識(shí)別處理的基礎(chǔ)上,研究改進(jìn)的差圖像法對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的連續(xù)圖像處理。
　　 ⑷研究目標(biāo)特性,并基于目標(biāo)跟蹤平臺(tái),按照目標(biāo)滑行參數(shù),并結(jié)合目標(biāo)飛行理論速度,分析跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)與目標(biāo)跟蹤定位關(guān)系;研究跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的控制算法,分析動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤的影響因素;結(jié)合跟蹤平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸