一种轨道式动态目标跟踪算法

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1、第43卷第4期2011年8月南京航JournalofNanjing空航University天大学学报ofAeronautics＆Astronautics一种轨道式动态目标跟踪算法卢莉萍1’2李翰山2张宏V01．43No．4Aug．2011(1．南京理工大学计算机科学与技术学院，南京，210094；2．西安工业大学计算机科学与工程学院，西安，710032)摘要：研究了一种轨道式动态目标跟踪的算法，建立轨迹式目标跟踪模型；分析了目标跟踪的基本原理，研究跟踪平台的光学结构和转台角度与轨道目标运动的跟踪算法，给出了物像动态跟踪的计算方法；研究Meanshi

2、ft跟踪算法，利用它的核密度估计和跟踪图像的帧图像关系，确定目标检索中心位置，以达到动态目标琅踪目的。通过试验验证。提出的算法在外弹道轨道目标动态跟踪系统中是可行的．关键词：外弹道；轨道；目标跟踪；跟踪平台；Meanshift算法中图分类号：TJol2．3文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)04一0511一04Trac“ngAIgorithmfororbitDynamicTarget工“L≯i咒91～，￡i．H口咒5^口咒2，Z^口以g—HD，191(1．schoolofComputerScienceandTechnoIogy，N

3、anjingUniversityofscienceandTechnology，Nanjing，210094·China}2．SchooIofcomputerscienceandEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an，710032，China)Abstract：Thetrackingalgorithmoforbitdynamicobjectisstudiedandthecontrailobjecttrackingmodelissetup．Thebasicprincipleonobjecttrack

4、ingisanalyzedandthetrackingalgorithmforopticconfigu—ration，theangleofrotationalplatformoftrackplatformandorbitobjectmovingisstudied．Thenthenumericalmethodofobjectimagedynamictrackingisproposed．TheMeanshiftalgorithmisstudied．Usingtherelationbetweenthekernelsconsistencyestimateo

5、fMeanshiftalgorithmandframeimageoftrackimagetheobjectsearchcenterisfound，thereforethedynamicobjectistracked．Experimentalre—sultsvalidatethattheproposedtrackingalgorithmisfeasibleforthedynamicobjecttrackingsystemintheoutballistictrajectory．Keywords：ballistic；trajectory；objecttr

6、acking；trackingplatform；Meanshiftalgorithm近年来，在外弹道测试中，动态目标跟踪参数的测量已成为武器系统的验证、定型和生产等重要指标，特别是随着高速武器的发展，高速弹丸目标的瞬间跟踪参数，如弹丸的启动状态、加速状态、减速状态等，是武器外弹道中需要关注的信息[1≈】。现今国内靶场在轨道式高速目标的弹道跟踪方面，大多采用多个广角镜头静态分段捕捉的方式来进行[3】，这样会带来新的问题：(1)成本高；(2)各镜头交叉点的数据处理；(3)镜头边沿图像的畸变。特别是后两个因素在很大程度上影响着测试数据的有效性[‘】。基于

7、视觉的目标跟踪口1广泛应用于视频监控、图像压缩、三维重构、机器人技术等各个领域，由于物体的突然运动、目标或背景突然改变其外部表现形式、目标的非刚性结构、目标之间的遮挡、目标和背景之间的遮挡以及摄像头的运动等使得目标的实时跟踪非常困难。针对高速动态目标的跟踪问题，基于目标跟踪理论，提出一种基于改进的Meanshift目标跟踪算法。基金项目：陕西省教育厅自然科学专项基金(2010JK605)资助项目．收稿日期：2011．03—27；修订日期：20ll—05一05通讯作者：卢莉萍，女，博士研究生．讲师，1975年生，E—mail：Ilp21@lz6．co

8、m．512南京航空航天大学学报第43卷＼＼、、酣假设A点为目标运动的起始点，B点为目标停止点，D为跟踪系统的观测位置。光学