卡爾曼濾波算法在自動跟蹤云臺上的應(yīng)用.pdf

1、目標跟蹤技術(shù)是計算機視覺等領(lǐng)域非?；钴S的一個課題，而且有著非常廣泛的應(yīng)用，例如：在彈道導(dǎo)彈防御和攔截、火力控制、海洋監(jiān)視(水面艦艇或潛艇)、機器人導(dǎo)航等方面均可發(fā)揮重大作用。由于目標跟蹤技術(shù)是一項非常復(fù)雜的多學(xué)科研究課題，迄今為止仍未有一種通用的技術(shù)方法適合于各種跟蹤情況，研究一種魯棒性好、精確、高性能的運動目標跟蹤方法依然是該研究領(lǐng)域的熱點問題。 本文總結(jié)了常用的目標跟蹤方法，研究了卡爾曼濾波算法并對其用于導(dǎo)彈跟蹤進行了仿真，

2、實現(xiàn)了一種基于卡爾曼濾波的自動跟蹤試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)是采用攝像頭作為傳感器、云臺作為調(diào)節(jié)機構(gòu)，用PC機作為處理機構(gòu)在MATLAB環(huán)境下實現(xiàn)的。進行目標跟蹤之前首先要檢測出運動目標，本文實現(xiàn)了一種對特定顏色目標的檢測算法，根據(jù)目標的紅藍色分量比值和綠藍色分量比值確定兩次分割閾值，并進行二值化，用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波去噪獲得完整目標信息，并用目標像素坐標求均值的方法大概算出目標中心坐標。在跟蹤目標前，先使攝像頭不動作根據(jù)圖像信息獲得目標的運動狀態(tài)并

3、作為初始值，用卡爾曼濾波算法預(yù)測出目標下一時刻可能的出現(xiàn)的位置，PC機發(fā)出云臺控制命令進行跟蹤，然后以目標速度作為觀測量進行運動估計修正。本系統(tǒng)采用的云臺不具角度控制功能，所以在圖像平面上建立目標跟蹤模型，采用純角度跟蹤方法，以圖像像素數(shù)標記云臺偏移量，用水平與垂直方向的轉(zhuǎn)動時間實現(xiàn)對云臺的控制。同時，本系統(tǒng)設(shè)計了友好的人機界面，可完成對云臺的手動調(diào)節(jié)以及跟蹤畫面的實時顯示。 經(jīng)過實驗驗證表明，本算法可以穩(wěn)定跟蹤目標，而且當目標