基于最近邻数据关联法的安瓿溶液可见异物目标跟踪.pdf

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1、旦应用技术基于最近邻数据关联法的安瓿溶液可见异物目标跟踪邱玮谢云周宇媚(广东工业大学自动化学院)摘要：运动目标跟踪是安瓿溶液可见异物检测的关键所在，数据关联在信息融合的基础上能很好对目标对象的相关性做出判断。结合运动状态预测的最近邻数据关联法，在目标先验知识不足、特征信息贫乏的条件下，能够有效地对潜在目标对象进行跟踪，从而做出杂质相关性判断。关键j圃：可见异物检测；目标跟踪；最近邻数据关联；运动状态预测0前言异物的运动目标跟踪问题。l数据关联原理安瓿溶液可见异物检测的研究分为运动目标检测和运动目标跟踪。运动目标检测是指在序列图像中数据关联是现代目标跟踪系统[4]

2、的重要组成部把所存在的运动目标从图像背景中提取出来，从而剔分，对于信息融合起着决定性的作用。在杂波环境中，除背景干扰。由于安瓿溶液的运动潜在对象有杂质和目标的跟踪波门内可能不存在观测值，也可能存在多气泡，因此需对所获得的运动目标进行判别，达到杂个观测值，这些观测值的来源可能是目标，也可能是质检测的目的。运动目标跟踪【l】是获取序列图像中所其它干扰。数据关联的过程就是对当前时刻新的观测感兴趣的目标对象的运动状态，通过运动状态所归纳值与目标预测值进行相关性比较，从而确定真实的观的运动规律是对可疑目标做出判断的关键依据。测值与目标对象的对应关系，其中目标预测值是通过依

3、赖先验知识的运动目标跟踪，首先通过建立运目标的先验知识计算出来的。动目标模型，然后在序列图像中找到相关的目标对象1．1最近邻数据关联与之匹配。跟踪对象的先验知识【2】，如运动规律等都跟踪空间中观测值的来源为目标对象和干扰对是建立目标模型的重要依据。然而运动目标检测后所象。跟踪波门是跟踪空间【5】的一个子空间，目标对象获得的可疑目标，其运动规律是无法预知的，先验知的观测值落入跟踪波门内的概率服从正态分布，同时识的缺失致使无法建立准确的运动目标模型来进行波门内还可能存在着干扰对象的观测值。最近邻数据跟踪。关联可表述为：在当前时刻k，通过传感器获取所有不依赖先验知识的

4、条件下，使用模式匹配法能够的观测值，并计算观测值Zr与目标对象获取感兴趣运动目标。而对于安瓿溶液中的运动潜在Zf(七lk一1)的统计距离d。统计距离d的计算公式目标，通常只占图像上几个或者十几个像素的大小，如下：弱小的个体无法提供比较明显的纹理信息【3】。溶液中d=(Ji})(七)()(1)异物的形状，大小以及重量等信息都不固定，这种时其中，残差为eo．(ic)：z，()一Zil一1)，(．i})为变性增加了检测和跟踪的难度，导致使用图像特征来进行相关性判断变得异常困难。，(七)的协方差矩阵。落入跟踪波门内的观测值即为安瓿溶液可见异物目标跟踪的目的是获取可疑有效

5、观测值。如果只存在一个候选回波，该观测值即目标的运动规律并进行目标识别判断。本文结合运动为真实观测值，直接用于运动状态更新。如果存在的状态预测的最近邻数据关联法来解决安瓿溶液可见候选回波数目超过一个，即选取统计距离最小的观测2013年第34卷第6期自动化与信息工程21值更新目标时刻k的状态。果不存在有效观测值，则转入第1)步，否则继续；1．2结合运动状态预测的数据关联建立合适的目标运动模型可以为目标跟踪提供有用的目标状态信息，而大多数目标跟踪是通过运动模型来开展的。目标运动模型是指对象目标的运动状态随时间推移的变化过程，通常用来表示当前时刻运动状态与前一时刻运动

6、状态的函数关系。对于做匀速直线运动或者类匀速直线运动的目标，其运动状态【q可使用匀速运动模型表示。该模型中运动状态矩阵可表示为X=，x]，其中和分别为位置状态矢量和速度状态矢量。运动状态方程如下：Xk+1=AX+(2)其中lo1㈤是均值为零；方差为()．；的高斯白噪声；为观测采用间隔。当目标产生运动的时候，可以通过调整来近似目标的运动。2最近邻数据关联在安瓿溶液目标跟踪的应用安瓿溶液可见异物目标跟踪的目的在于对可疑目标作出杂质相关性判断。目标图像中观测对象的来图1判断算法流程图源有杂质和气泡2种，根据其运动规律特性的不同进行判断。由于密集杂波多目标情况下，容易对

7、目标误5)如果有效观测值的数目超过1，则根据最近邻跟，因此采取连续假设跟踪的方法来克服所处目标环数据关联选取统计距离最小的有效观测值为可疑目境带来的干扰。其判断算法流程如图1所示。标在时刻k+1下的真实观测值X(k+1；如果只有1)在时刻k下，假设可疑目标为杂质，则其必然一个有效观测值，则其直接用于运动矢量预测；符合杂质运动模型：A6)计算X(k+1)在下一时刻k+2的运动状态21根据式(2)计算其在下一时刻k+l的运动状预测值X(k+2；态预测值为X(k+11；7)在时刻k+2下，计算预测值X(k+2)与所3)在时刻k+1，计算预测值x(k+1)与所有观有观测

8、值x(k+21的欧式几何