[發明專利]基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 202110799484.0
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113313738B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 鹿璇;李磊
• 申請（專利權）人: 武漢卓目科技有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/277;H04N5/232
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 秦曼妮

1.一種基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、讀取視頻或圖像序列的第一幀圖像，確定跟蹤目標；

S2、將當前幀跟蹤目標作為樣本放入ECO算法訓練相關濾波器；

S3、讀取下一幀圖像，利用訓練好的相關濾波器卷積圖像候選區域對應的特征，獲取圖像候選區域的置信度圖，置信度圖概率最大位置對應當前幀圖像的目標位置及其置信度概率；

S4、依據當前幀跟蹤結果調整伺服器的鏡頭，使得目標始終處于鏡頭的正中間，根據之前一段圖像序列中伺服器調整的方向和距離，獲取目標的運動方向和速度；

S5、依據上一幀跟蹤的目標位置以及上一幀之后獲取的目標的運動方向和速度推斷出當前幀目標可能處于的范圍；

S6、判斷當前幀跟蹤結果是否處于推斷的范圍內，如果不處于，則判斷為目標丟失，此時根據上一幀跟蹤的目標位置以及上一幀之后獲取的目標的運動方向和速度，勻速運行一幀的時間到達的位置作為樣本；如果處于，則將當前幀跟蹤結果作為樣本；

S7、使用樣本融合更新策略，更新ECO算法的樣本集；

S8、利用獲取的樣本集訓練ECO算法，更新相關濾波器；

循環執行步驟S3~S8，直至當前視頻或圖像序列處理完。

2.如權利要求1所述的基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S4中根據之前一段圖像序列中伺服器調整的方向和距離，獲取目標的運動方向和速度具體包括：根據之前一段圖像序列中伺服器調整的方向，利用多項式擬合推斷出伺服器的運動方向作為目標的運動方向，根據之前一段圖像序列中伺服器運動的距離計算伺服器的平均速度作為目標的運動速度。

3.如權利要求2所述的基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法，其特征在于：所述之前一段圖像序列取過去2s時間內的圖像序列。

4.如權利要求1所述的基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：以上一幀跟蹤的目標位置為圓心，沿上一幀之后獲取的目標的運動方向兩側呈0~60度角方向以上一幀之后獲取的目標的運動速度勻速運動4~8s時間形成的軌跡作為扇形的兩條邊，所形成的扇形范圍作為當前幀目標可能處于的范圍。

5.如權利要求4所述的基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤方法，其特征在于：所述步驟S5具體包括：以上一幀跟蹤的目標位置為圓心，沿上一幀之后獲取的目標的運動方向兩側呈30度角方向以上一幀之后獲取的目標的運動速度勻速運動6s時間形成的軌跡作為扇形的兩條邊，所形成的扇形范圍作為當前幀目標可能處于的范圍。

6.一種基于ECO與伺服聯動的無人機目標跟蹤裝置，其特征在于，該裝置包括：

跟蹤目標確定模塊，用于讀取視頻或圖像序列的第一幀圖像，確定跟蹤目標；

濾波器訓練模塊，用于將當前幀跟蹤目標作為樣本放入ECO算法訓練相關濾波器；

目標位置初步確定模塊，用于讀取下一幀圖像，利用訓練好的相關濾波器卷積圖像候選區域對應的特征，獲取圖像候選區域的置信度圖，置信度圖概率最大位置對應當前幀圖像的目標位置及其置信度概率；

伺服器調整模塊，用于依據當前幀跟蹤結果調整伺服器的鏡頭，使得目標始終處于鏡頭的正中間，根據之前一段圖像序列中伺服器調整的方向和距離，獲取目標的運動方向和速度；

目標范圍推斷模塊，用于依據上一幀跟蹤的目標位置以及上一幀之后獲取的目標的運動方向和速度推斷出當前幀目標可能處于的范圍；

樣本確定模塊，用于判斷當前幀跟蹤結果是否處于推斷的范圍內，如果不處于，則判斷為目標丟失，此時根據上一幀跟蹤的目標位置以及上一幀之后獲取的目標的運動方向和速度，勻速運行一幀的時間到達的位置作為樣本；如果處于，則將當前幀跟蹤結果作為樣本；

樣本集更新模塊，用于使用樣本融合更新策略，更新ECO算法的樣本集；

濾波器更新模塊，用于利用獲取的樣本集訓練ECO算法，更新相關濾波器；

循環控制模塊，用于控制目標位置初步確定模塊、伺服器調整模塊、目標范圍推斷模塊、樣本確定模塊、樣本集更新模塊以及濾波器更新模塊循環執行，直至當前視頻或圖像序列處理完。