无人机地面移动目标跟踪算法研究

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1、分类号TP391密级无人机地面移动目标跟踪算法研究研究生姓名：刘少林指导教师姓名、职称：朱文球教授学科专业：计算机软件与理论研究方向：图像处理湖南工业大学二〇一八年十二月十三日摘要在很多无人机的应用中，都包含对目标的检测与跟踪，因此，无人机地面移动目标的检测与跟踪有很大的研究价值，应用需求广泛。现阶段的研究都是假定目标背景环境非常理想，而现实中，不仅环境复杂，且跟踪的目标距离摄像机的远近也会影响跟踪的效果，当距离目标较远时，目标在图像视场中占有较小比例；相反，就会有较大的比例，边缘轮廓以及纹理信

2、息清晰可分辨。论文提出一种基于视觉的无人机的目标跟踪方法，本文为了减小背景环境中干扰物的负面影响，尝试研究长时间跟踪及大尺度变化目标检测的有效手段，目的是提高系统的实时性及鲁棒性。论文的主要工作如下：1、首先介绍了当前国内外的跟踪算法的研究背景、对当前主要检测与跟踪系统做了基础性的阐释；同时在目标检测与跟踪算法层面上，分析了它们之间的优劣及发展方向，探寻当前研究存在的问题，找到待突破的地方，从而为本论文的研究工作奠定方向。2、提出一种基于背景加权局部敏感直方图（LSH）联合边缘梯度直方图（HOG

3、）的粒子滤波跟踪算法，该方法能增强被跟踪目标特征的描述，能适应目标尺度变化、遮挡等问题，且具有光照不变性特点，能很好地实现对小目标的检测与跟踪，有效解决室外复杂环境下移动目标跟踪过程中的遮挡、尺度、光照变化的难题。3、设计了一种偏转策略，它是根据无人机、摄像机、目标之间的位置关系，利用飞行状态数据进行反馈控制；通过机载传感器获取无人机的图像位置信息，建立了无人机位姿信息与地面目标尺寸之间的关系，使得跟踪目标始终处于无人机云台摄像机的图像中心。同时，为了验证本文提出的跟踪算法的性能，论文设计并实现

4、了无人机地面目标跟踪系统的仿真平台并进行了室内仿真实验，进行了室外的运动目标(论文中目标是人)跟踪实验，结果表明，本文提出的算法不仅能够成功跟随人运动，也能让无人机的摄像头始终朝着目标方向，而且确保移动目标始终保持在图像的中心。关键词：无人飞行器，检测与跟踪，目标特征，粒子滤波算法IABSTRACTInmanyUAVapplications,thedetectionandtrackingoftargetsareincluded.Therefore,thedetectionandtrackingo

5、fgroundmovingtargetsofdroneshasgreatresearchvalueandwideapplicationrequirements.Atpresent,moststudiesassumethatthebackgroundenvironmentisveryideal.Inreality,notonlytheenvironmentiscomplex,butalsothedistanceofthetargetfromthecamerawillaffectthetrackin

6、geffect.Whenthetargetisfarawayfromthetarget,thetargetoccupiesasmallproportioninthefieldofviewoftheimage;onthecontrary,therewillbealargeproportion,andtheedgecontoursandtextureinformationareclearlydistinguishable.Inthispaper,avision-basedtargettracking

7、methodforUAVisproposed.Inordertoreducethenegativeeffectsofinterferenceinthebackgroundenvironment,thispaperattemptstostudytheeffectivemeansoflong-timetrackingandlarge-scaletargetdetection.Theaimistoimprovethereal-timeperformanceofthesystemandrobustnes

8、s.Themainworkofthethesisisasfollows:1、Firstly,itintroducestheresearchbackgroundofcurrentdomesticandforeigntrackingalgorithms,andmakesabasicexplanationforthecurrentmaindetectionandtrackingsystems.Atthesametime,onthetargetdetectionandtrackingalgorithml