[發(fā)明專利]基于空中三維定位的線型目標(biāo)落點(diǎn)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910065478.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN109903305B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭鵬;李范鳴;岳娟;劉士建;衛(wèi)紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津國為信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/136
• 分類號(hào): G06T7/136;G06T7/187;G06T7/70;G01B11/00;G01C11/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于空中三維定位的線型目標(biāo)落點(diǎn)定位方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟一：基于測(cè)站S1和測(cè)站S2采集的場(chǎng)景圖像，采用多幀累積平均的背景建模法，對(duì)場(chǎng)景圖像的背景分量進(jìn)行動(dòng)態(tài)估計(jì)，建立背景圖像模型；

步驟二：對(duì)測(cè)站S1和S2采集的場(chǎng)景圖像和動(dòng)態(tài)背景圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)TopHat變換，增強(qiáng)背景圖像中弱小線型空中目標(biāo)，采用背景差法進(jìn)行背景抑制，提高圖像信雜比；

步驟三：考慮目標(biāo)的線型幾何特征，采用中值濾波與雙邊濾波方法進(jìn)行組合濾波，濾除圖像噪聲；

步驟四：采用閾值分割法，對(duì)圖像進(jìn)行二值化，計(jì)算二值化圖像連通區(qū)域的橢圓偏心率特征E，根據(jù)連通區(qū)域的橢圓偏心率特征E的閾值判斷，剔除線型特征較弱的連通區(qū)域，留下線型特征較強(qiáng)的連通區(qū)域；

步驟五：采用Hough檢測(cè)算法，檢測(cè)二值圖像中疑似線型目標(biāo)；

步驟六：軌跡關(guān)聯(lián)通過軌跡匹配、軌跡更新、軌跡預(yù)測(cè)和軌跡檢測(cè)，剔除不滿足目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性的虛假線型目標(biāo)，并跟蹤目標(biāo)軌跡；

步驟七：采用雙站測(cè)向交會(huì)法，對(duì)落地前一幀中線型目標(biāo)的起止像素點(diǎn)P1、P2分別進(jìn)行三維空間定位，對(duì)落地前一幀圖像中空中線型目標(biāo)的三維空間定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空中三維定位的線型目標(biāo)落點(diǎn)定位方法，其特征是：所述步驟一具體為：

第一步：背景圖像初始化，以測(cè)站S1和S2采集相機(jī)開機(jī)后采集到的第一幀圖像對(duì)背景圖像進(jìn)行初始化，通過下式表達(dá)：

BImg＝Img (1)

其中，Img表示相機(jī)采集的場(chǎng)景圖像，BImg表示背景圖像；

第二步：采用多幀累積平均背景建模法，建立背景圖像動(dòng)態(tài)模型，基于當(dāng)前新采集的圖像幀，對(duì)背景圖像迭代更新，通過下式表達(dá)：

其中，NumF表示背景累積迭代估計(jì)的圖像幀數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空中三維定位的線型目標(biāo)落點(diǎn)定位方法，其特征是：所述步驟二具體為：

第一步：基于圖像中線型弱小目標(biāo)的形狀和灰度特征，選擇相應(yīng)的TopHat變換結(jié)構(gòu)元素，對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景圖像和背景圖像分別進(jìn)行TopHat變換，增強(qiáng)背景圖像中弱小線型空中目標(biāo)，通過下式表達(dá)：

thImg＝Img-open(Img，element) (3)

thBImg＝BImg-open(bgImg，element) (4)

其中，thImg與thBImg分別表示TopHat算法增強(qiáng)的場(chǎng)景圖像與背景圖像，open()表示圖像形態(tài)學(xué)處理中的開運(yùn)算，element表示開運(yùn)算中的結(jié)構(gòu)元素；

第二步：基于背景估計(jì)的結(jié)果，在TopHat變換增強(qiáng)的基礎(chǔ)上，采用背景差法進(jìn)行背景抑制，增強(qiáng)圖像，通過下式表達(dá)：

Img＝thImg-thBImg (5)

第三步：對(duì)場(chǎng)景圖像中線型目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，判斷是否需要對(duì)背景圖像進(jìn)行再次更新，用以下一幀圖像的算法處理，若場(chǎng)景圖像中檢測(cè)到疑似線型目標(biāo)，則保持建立的背景圖像模型不變；若未檢測(cè)到疑似線型目標(biāo)，則將背景模型更新為場(chǎng)景圖像，作為下一幀圖像算法處理的背景圖像輸入，通過下式表示：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空中三維定位的線型目標(biāo)落點(diǎn)定位方法，其特征是：所述步驟三中采用中值濾波與雙邊濾波兩種保邊濾波方法進(jìn)行圖像組合濾波，在濾除圖像噪聲的同時(shí)，保留目標(biāo)的線型幾何特征，雙邊濾波計(jì)算過程通過下式表達(dá):

其中，Img(p)與Img^*(p)分別表示濾波前后像素點(diǎn)p的像素值，N(p)表示像素p的鄰域像素集合，q表示p鄰域像素點(diǎn)，與分別表示雙邊濾波空間域高斯濾波權(quán)重函數(shù)和值域特征保持權(quán)重函數(shù)。