基于立方体模型和EKF的运动汽车跟踪算法研究.pdf

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1、2362010，46（22）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用基于立方体模型和EKF的运动汽车跟踪算法研究曹洁，王伟CAOJie，WANGWei兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州730050DepartmentofElectricalandInformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，ChinaE-mail：wwhnxc@163.comCAOJie，WANGWei.R

2、esearchonmovingvehiclestrackingalgorithmbasedoncubemodelandEKF.ComputerEngi-neeringandApplications，2010，46（22）：236-238.Abstract：Thispaperpresentsareal-timemonitoringofmovingvehiclesdetectionandtrackingalgorithmunderwiderangecomplextransportationsceneswithaf

3、ixedcamera.Accordingtotherigidbodycharacteristicofvehicles，usesthecubemod-elmatchingwiththemovingcarsimage，avoidsthethreedimensionalreconstructionproblem，andobtainsthephysiqueinfor-mationofmovingcarsintuitively.Combinedwiththenon-linearmotioncharacteristico

4、fvehicles，thepaperintroducestheEKFalgorithm，itcanapproximatelyforecasttherelatedparameterinformationofthetarget，andreducethesearchtimeofthetargettracking，thereforeitcantracktheobjectwithreal-timeandaccurately.Throughtherealtransportationvideosimula-tionexpe

5、riment，thealgorithmhasagoodtrackingabilityandanti-disturbingcapability.Keywords：cubemodel；ExtendKalmanFilter（EKF）；movingcar；trackingalgorithm摘要：针对固定摄像机、大范围复杂交通场景，提出了一种运动汽车的实时跟踪算法。根据汽车的刚体特性，采用立方体模型与运动汽车图像进行匹配的算法，避免三维重建的难题，能较为直观地得到运动汽车的形体信息。结合车辆的非线性运动特征引入EKF算

6、法，准确地预测车辆的相关参数信息，减少目标跟踪过程中的搜索时间，从而能够实时准确地跟踪运动汽车目标。通过真实交通视频仿真实验，该算法具有较好的跟踪能力和抗干扰性能。关键词：立方体模型；扩展卡尔曼滤波（EKF）；运动汽车；跟踪算法DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.22.068文章编号：1002-8331（2010）22-0236-03文献标识码：Ａ中图分类号：TP3911引言2汽车运动模型及立方体模型车辆的实时检测与跟踪是智能交通系统（Intelligent2.1汽车的运动模型

7、TransportationSystems，ITS）运行决策的基本依据，在ITS中在动态跟踪及定位研究领域中，目标运动模型的建立至占据十分重要的地位。基于视觉的跟踪自20世纪80年代起关重要，模型是否符合目标运动特性，能否真实反映目标的运近30年的时间里，涌现了许多方法和算法，文献[1]中，将视觉动规律，直接决定着跟踪的精度和准确性，也是目标跟踪研究跟踪方法分为4类：基于区域的跟踪、基于特征的跟踪、基于的关键问题之一。目前国内外研究中建立了多种运动模型，变形模板的跟踪和基于模型的跟踪[2-3]，也是目前比较公

8、认的各种模型在不同的场合发挥各自优势，常速（ConstantVolci-分类方法，涵盖了目前大多数视觉跟踪算法，这些方法各有利ty，CV）与常加速（ConstantAcce-leration，CA）模型适用于常弊，尤其是在复杂背景下、车辆存在遮挡以及阴影干扰时对运速及常加速运动目标[4]。在应用中，摄像机常安放在路面较为动汽车实时准确地跟踪，仍然是ITS应用中的一大难题。平整、汽车行驶较为平稳的路段