[發明專利]基于視頻分析和定位信息結合的航空器持續跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810230742.1
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108446634B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 栗向濱;林姝含;鄭文濤;王國夫
• 申請（專利權）人: 北京天睿空間科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06T7/11;G06T7/246;G06T7/73
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司 11299
• 代理人: 陳子英

1.一種基于視頻分析和定位信息結合的航空器持續跟蹤方法，其依據目標航空器定位信息中所含目標航空器在物理世界的定位坐標計算獲得目標航空器在視頻圖像中的圖像坐標，依據監視視頻對目標航空器進行單目標跟蹤，將用于單目標跟蹤的目標航空器跟蹤框的圖像坐標與目標航空器的圖像坐標進行比對，在設定數量的連續幀視頻圖像中如兩者間距未持續超出有效跟蹤閾值，則認為單目標跟蹤未丟失目標，如兩者間距持續超出有效跟蹤閾值，則認為單目標跟蹤丟失目標，在跟蹤框存在的情況下，及時發現跟蹤框不在目標航空器的實際位置上或有效跟蹤范圍內，避免了因跟蹤框存在而導致的誤判，所述目標航空器定位信息不是源自視頻圖像的航空器相關信息，確認單目標跟蹤丟失目標后，以目標航空器在視頻圖像中的圖像坐標點為中心點，依據該圖像坐標點的有效跟蹤范圍確定搜索框進行目標航空器的重識別，以重識別獲得的新的目標航空器跟蹤框作為當前幀的目標航空器跟蹤框進行后續的單目標跟蹤，對每架航空器經緯度計算圖像坐標，首先在原始視頻圖像上人工選定多于8個圖像點作為標定點，并在視頻圖像中通過圖像處理工具獲得標定點的圖像像素坐標，并記錄標定點的圖像像素坐標值，然后在實景地圖標定工具中找到視頻圖像中已經確定的標定點所對應的實景標志物或標志點所對應的經度與緯度坐標，并記錄標定點的經度與緯度坐標值，采用尋找最近鄰逼近的方法，對每一個經緯度建立一個非線性函數模型，通過最小二乘法求取對應模型的參數，從而求出選定經緯度對應的圖像坐標，通過快速排序的方法，找出距離選定點最近的8個標定點，然后通過此8個標定點求解基于最小二乘法的非線性模型參數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于依據下列方式實現目標航空器與目標航空器跟蹤框的匹配：依據所有航空器的在視頻圖像中的圖像坐標，分別計算各航空器的圖像坐標與目標航空器跟蹤框的圖像坐標之間的間距，找出距目標航空器跟蹤框距離最近的航空器，如果在設定數量的連續幀視頻圖像中，該航空器與目標航空器跟蹤框之間的間距始終未持續超出有效跟蹤閾值，確認匹配成功，該距離最近的航空器為該單目標跟蹤的目標航空器。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述目標航空器重識別采用最近一次目標航空器與目標航空器跟蹤框之間的間距未超出有效跟蹤閾值時所用跟蹤檢測的模型和/或模型參數。

4.如權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于采用HOG特征作為目標航空器檢測的特征描述子。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于采用DSST算法計算獲得跟蹤濾波器的位置模型和尺度模型，利用一維濾波器進行尺度估計，二維濾波器用于位置估計。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于依據跟蹤濾波器的位置模型和尺度模型進行單目標跟蹤，當當前幀圖像中目標航空器的圖像坐標與目標航空器跟蹤框的圖像坐標之間的間距未超出有效跟蹤閾值時，依據設定的學習速率參數η進行濾波器位置模型和尺度模型的更新，當當前幀圖像中目標航空器的圖像坐標與目標航空器跟蹤框的圖像坐標之間的間距超出有效跟蹤閾值時，不進行濾波器位置模型和尺度模型的更新。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于在起始幀圖像上，在目標航空器外形輪廓之內以人工方式選定起始的種子點，采用區域生長的圖像分割方法獲得目標航空器的輪廓區域，依據目標航空器的輪廓區域的橫坐標端值和縱坐標端值x_min、x_max、y_min、y_max，以角點為(x_min,y_min)、(x_max,y_min)、(x_min,y_max)、(x_max,y_max)的矩形作為起始的目標航空器跟蹤框(P₁(x_min,y_min),P₂(x_max,y_max))。