基于AM5708的智能多目标跟踪监控系统设计

监控系统的视频序列往往受到环境噪声、运动目标繁多和目标遮挡的影响,针对传统视频监控无法对人员实施有效检测、跟踪和计数的问题,设计一种基于ARM的智能多目标跟踪监控系统.从整体性角度阐述系统硬件设计方案和软件环境搭建.在算法实现方面,基于改进的自适应高斯混合模型和卡尔曼滤波实现了目标检测和跟踪,引入匈牙利算法进行数据关联来解决多目标跟踪的任务指派问题,同时利用检测目标和预测目标之间的欧式距离以及卡尔曼滤波解决了遮挡问题.实验结果表明,系统在场地和摄像头视角有限的情况下可以有效跟踪到6个运动目标,其平均处理能力保持在18帧/s.     

基于Mean Shift算法的卡尔曼滤波红外摄像头的目标跟踪系统设计

红外图像具有被动成像、抗干扰性强、目标识别能力强和全天候工作的特点,已经被广泛应用于军事侦察、监控和制导等领域.在背景干扰或者遮挡情况下传统的Mean Shift跟踪算法的跟踪存在不连续的问题.针对人体目标的活跃性和特殊性,设计一种在Mean Shift算法基础上结合卡尔曼滤波和Bhattacharyya系数遮挡判定因子的目标跟踪系统.当遮挡发生时,通过滤波器预测目标下一帧的位置,继续实现跟踪.测试结果表明：在背景干扰或者遮挡的情况下该跟踪系统可以有效地对目标进行准确跟踪.     

基于模型动态切换的运动目标实时跟踪

针对视频监控系统中运动目标的跟踪问题,提出了一种基于模型动态切换的实时跟踪方法.在运动目标分割之后,跟踪系统有效判定运动目标的遮挡状态,对未遮挡的运动对象采用基于区域的跟踪模型,对于相互重叠的运动对象采用基于SIFT特征的窄基线图像匹配模型.基于区域的跟踪模型采用简单的目标区域特征以及运动预测属性,实现快速地跟踪.基于SIFT特征的图像匹配模型利用被跟踪目标在相邻图像帧之间很小的尺度和外形变化以及基于目标区域位置预测出的有限运动范围,实现快速的窄基线小范围SIFT特征匹配和跟踪.实验结果表明,该方法具有较强的鲁棒性,能有效实现复杂遮挡场景下的多目标实时跟踪.     

遮挡情况下的人体检测与跟踪

人体检测与跟踪技术在智能视频监控中有很好的应用价值。提出了一种遮挡情况下的人体检测与跟踪算法。人体检测部分,利用RGB颜色模型与均值漂移算法,从混合高斯分割出的含有遮挡人体的目标中提取多个人体头肩模型,计算人体头肩模型的轮廓特征。采用傅里叶描述子与神经网络分类器实现人体检测。人体跟踪部分,采用基于颜色线索的粒子滤波器作为基本的跟踪算法,为了解决遮挡问题,采用三台摄像机实现多视角跟踪人体,利用三台摄像机之间关于主平面的映射关系确定遮挡人体的跟踪结果。该算法提高了人体检测的准确率和人体跟踪的可靠性,可以广泛应用于复杂环境中的多个人体的检测与跟踪。     

基于嵌入式Linux的运动目标跟踪视频监控系统简

针对运动目标检测和出现严重遮挡时目标丢失的问题,提出了一种基于五帧差分和Surendra背景更新相结合的检测算法,同时设计了结合Kalman滤波和线性预测的MeanShift算法,引入了动态自适应窗口的CamShift算法,并提出了CamShift算法的全自动跟踪策略,减少手工选取目标引起的误差.在实现系统功能方面,搭建嵌入式交叉开发环境,通过相关应用程序的交叉编译实现了在嵌入式平台上目标跟踪的监控系统.实验结果表明,该文提出的算法跟踪效果相比传统的算法明显提高,所设计的视频监控系统运行可靠,改进后算法检测效果好,可以快速完整地提取出运功目标,并且进行稳定的跟踪.     

基于嵌入式Linux的运动目标跟踪视频监控系统

针对运动目标检测和出现严重遮挡时目标丢失的问题,提出了一种基于五帧差分和Surendra背景更新相结合的检测算法,同时设计了结合Kalman滤波和线性预测的MeanShift算法,引入了动态自适应窗口的CamShift算法,并提出了CamShift算法的全自动跟踪策略,减少手工选取目标引起的误差.在实现系统功能方面,搭建嵌入式交叉开发环境,通过相关应用程序的交叉编译实现了在嵌入式平台上目标跟踪的监控系统.实验结果表明,该文提出的算法跟踪效果相比传统的算法明显提高,所设计的视频监控系统运行可靠,改进后算法检测效果好,可以快速完整地提取出运功目标,并且进行稳定的跟踪.     

融合多线索的抗遮挡目标跟踪及其仿真平台设计

针对目标跟踪中的遮挡问题,融合纹理特征的mean-shift算法鲁棒性实时性好,但遮挡情况下无法有效跟踪,粒子滤波算法能很好地解决这一问题,但实时性不好,因此,融合两种算法的优点,遮挡情况下切换到粒子滤波算法.同时如何比较、评价各种算法,目前还没有一个统一的仿真测试平台,为此给出一个基于Matlab GUI的抗遮挡目标跟踪系统仿真平台,在该平台下,对同一序列进行比较试验,给出仿真实例.结果表明,该算法能有效处理目标跟踪中的遮挡难题,同时该平台不但提供给了统一的界面进行仿真比较,还有很好的交互性与可扩展性,能够实现不同算法的集中管理,并输出可视的实验结果,充分验证了平台设计的有效性.     

移动机器人部分遮挡条件下多部件行人跟踪算法

针对复杂街道环境中的交通标志与公共设施对行人造成不同程度的遮挡而致使移动机器人跟踪目标失败,提出一种多部件粒子滤波器行人跟踪方法,引入弹簧弹力负载决策,降低单一跟踪器的错误风险,增强部分遮挡条件下的视觉目标跟踪鲁棒性。仿真分析表明,该算法能够在行人部分遮挡时呈现较好跟踪效果,降低街道复杂背景环境对跟踪的影响,为后续移动机器人视觉目标避障等应用提供支撑。     

基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法

针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题,提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法.首先利用二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)提取方法来检测和描述待跟踪视觉目标的局部不变特征点,在快速的特征匹配计算基础上提出由粗到精的目标定位两步法实现机器人导航过程中视觉目标的实时准确跟踪.其次对基于视觉目标跟踪的自主导航任务进行行为分解和实现,在行为中集成视觉目标跟踪算法.最后利用基于宏行为的机器人事务执行机制实现移向视觉目标的自主导航控制.实验结果表明,提出的方法能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标,在复杂障碍物环境下可靠地完成移向目标的自主导航任务.     

基于小区域匹配的运动人体跟踪

为解决在复杂场景(光照变化、物体移动,增减以及遮挡等干扰)下运动人体跟踪的难题,提出了一种新的跟踪方法.该方法通过背景减除提取人体目标的多个小区域,利用模糊推理评价出它们在相邻两帧间的匹配可靠度;通过跟踪各个可靠度高的小区域,并对可靠度低的小区域进行邻域搜索、位置纠正和估计,完成整个人体目标的跟踪.实验结果表明,该方法能解决遮挡和其他物体的干扰,并能适应光照等环境因素的变化.     

一种基于多相关滤波器组合的目标跟踪方法

针对复杂跟踪环境条件下目标的跟踪失败问题,提出一种基于多相关滤波器组合的目标跟踪方法.首先2个分别采用颜色属性(Color Name,CN)特征和方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征的核相关滤波器(Kernelized Correlation Filter,KCF)通过自适应融合手段进行响应图信息融合,确定目标的预测位置;然后通过以目标区域为基础进行多尺度采样,提取CN-HOG拼接特征构建尺度相关滤波器,得到目标的最佳尺度;最后设计了模型的自适应更新策略,通过判断目标是否发生遮挡来决定是否在当前帧进行模型更新.在50组视频序列上对所提算法与6种当前主流的相关滤波跟踪算法进行了实验.实验结果表明,在复杂的跟踪环境条件下,所提算法取得了最好的跟踪精度和成功率,能够有效处理目标遮挡和尺度变化等问题,且具有较快的跟踪速度.     

基于嵌入式的水中机器人远程控制系统设计

本文设计了一种基于嵌入式的远程UDP通信控制水中移动机器人.系统以内嵌ARM9的S3C2440芯片为核心,搭载嵌入式Linux系统,使得机器人能够在水面上通过Wi-Fi网络实现回传视频功能并显示在上位机的监控软件上.系统利用Wi-Fi作为网络通信的物理层协议,建立无线网络环境,基于Wi-Fi实现UDP通信,远程操纵机器人在水中前进.此外,还设计了钢化玻璃材质的防水外壳.最后,对机器人进行了水中运行测试,效果良好,达到了设计要求.     

基于Snake算法的深度图像人体目标跟踪

基于彩色图像的人体跟踪算法鲁棒性不高的主要原因是对目标进行跟踪时,受到光照变化、复杂背景、物体遮挡等因素的影响.针对此问题本文利用Kinect采集深度图像进行人体目标跟踪.首先在深度图像中通过用户索引检测出人体目标,可方便地去除图像中复杂背景的干扰.然后利用基于角点的自动初始化方法得到人体的轮廓信息,再结合Snake算法实现人体目标跟踪.最后将该算法与基于深度图像的Camshift算法进行对比分析.结果表明,在室内应用Snake算法不受灯光和复杂背景等因素的影响,能对人体目标进行实时跟踪,且比Camshift算法具有更强的抗干扰能力,跟踪更准确.     

一种基于运动目标检测的视觉车辆跟踪方法

针对复杂交通场景中动态光照变化、阴影和遮挡等因素带来的影响,提出了一种基于运动目标检测的高效、鲁棒的车辆跟踪方法. 采用自适应背景建模获取动态场景中的运动信息,通过阴影去除获得准确的运动区域,并针对场景中的遮挡问题提出了相应的遮挡检测与处理策略,最后通过区域匹配获得跟踪结果,同时使用Kalman滤波器建立车辆的运动模型,对跟踪结果进行了约束和优化. 实验结果表明,提出的视觉车辆跟踪方法可以在复杂多变的室外场景下有效地解决场景中的阴影和遮挡问题,得到鲁棒的车辆跟踪结果.      

基于最小费用流建模的目标跟踪器研究与仿真

针对目标跟踪中的物体遮挡、光照影响、杂波扰动等问题,设计一种基于最小费用流建模的跟踪器。该跟踪器把整数规划与最小费用流模型相结合,将目标跟踪问题转变为可解的线性规划问题。与其他同类型跟踪器相比,该跟踪器具有更好的跟踪准确性。实验结果表明：运用最小费用流模型的跟踪器可以对复杂环境下的多个目标进行稳定跟踪,提升了跟踪的鲁棒性。     

基于交叉熵稀疏表示的鲁棒视觉跟踪算法

为研究复杂视频环境下目标的有效跟踪问题,在粒子滤波框架下,提出了利用稀疏表示的方法学习有效外观模型的鲁棒视觉跟踪算法.与经典的稀疏跟踪器不同,该方法通过给跟踪目标中被遮挡的像素和奇异值分配较低权值,而给目标像素分配较高权值,有效地解决了跟踪过程遮挡、阴影和噪声问题.为了进一步提高跟踪器的性能,对目标模板集实现动态更新.使用EMD度量了模板集和候选目标的相似性,可进一步改善遮挡问题.将本文提出的算法在复杂的视频序列上与5中流行的跟踪器进行了比较,实验表明,本文提出的算法在性能、精度及鲁棒性方面都显示了优越性.     

基于视觉的电动轮椅自动跟随控制系统

为解放轮椅用户和陪护人员的双手,设计了一种控制电动轮椅跟随目标人物移动的系统.首先,基于深度彩色相机的视觉跟踪系统,利用tracking-learning-detection(TLD)视觉跟踪算法跟踪彩色图像中的目标人物区域,结合深度图像计算得到目标人物在相机坐标系下的三维位置;然后,跟随控制器根据该空间位置控制电动轮椅的线速度与角速度,使轮椅与目标人物保持设定的距离和相对方位.试验结果表明:该系统能够有效控制电动轮椅跟随目标人物移动,用户使用测试初步证实了系统的实用性.     

改进理解诊断跟踪系统的目标跟踪方法

针对目标跟踪过程中出现的遮挡、光照变化、背景复杂等问题,使用了理解诊断视觉跟踪系统,即把跟踪器分成5个组成部分的跟踪系统,这5个部分分别是运动模型、特征提取器、观察模型、模型更新器以及总体处理器。结合Haar矩形特征的原理,提出了3种Haar-Like特征,用在特征提取器模块。为了提高跟踪的精准性,引入一个简单且快速的鲁棒性算法来改进系统中的运动模型,该方法利用了视觉跟踪中的上下文关系,建立基于贝叶斯框架的目标以及其周围环境的时空关系,在检测方面使用了快速傅里叶变换方法,提高了算法的鲁棒性,使跟踪更加精准,并且在处理遮挡、光照变化、背景复杂等问题上有着较好的效果。     

机场场面移动目标监控终端显示平台设计与实现

为了进一步提高机场场面监视能力,基于广播式自动相关监视系统提供的定位监视数据,设计并开发了一套应用于机场场面运动目标监控的终端显示平台。首先介绍了机场场面监控系统的组成与原理,然后详细讨论了显示平台下电子地图调用显示、数据解析与存储、目标动态定位跟踪、历史轨迹分析等实现方案。机场场面仿真实验表明在该平台下系统利用广播式自动相关监视系统提供的监视数据可对机场场面移动目标进行有效监视,实现移动目标动态跟踪、历史轨迹分析等功能,一定程度上提高了场面运行效率,具有实际应用价值。     

模糊化多视觉信息融合的视觉跟踪策略

为了提高视觉跟踪系统在空间环境对外界变化的适应能力,提出一种模糊化多视觉信息融合的视觉跟踪策略.该策略综合了多个反映目标特征的视觉信息,通过对选择的每一项子特征集进行模糊化处理,提高了识别的智能化程度.针对运动物体分割阈值受噪声干扰的问题,提出一种结合人口统计与区域生长的区域分割方法,实现了运动区域特征的稳定聚类.相对于传统的局部特征识别方法,这种多特征融合技术适合应用于复杂的动态环境,冗余信息间的互相补充可确保特征在不确定环境中的识别.试验结果表明,该策略能够实现鲁棒的特征提取和跟踪,尤其当出现被跟踪物体部分遮挡以及外界发生光线变化时,视觉跟踪系统仍能够实现稳定、快速的识别.