基于概率修正的机场场面运动航空器跟踪算法

基于光电设备的航空器识别跟踪是机场场面监视的重要手段。针对机场场面全景视频监视中运动航空器跟踪算法存在的计算效率低、目标丢失等缺点,提出了基于概率修正的场面运动航空器跟踪算法。首先,预先估计出运动航空器目标概率图,降低在搜索区域内搜索目标时的计算量。通过引入干扰项抑制后,降低对真实目标的干扰。其次,在当前搜索区域内滑动窗口依次计算候选窗口是航空器目标的得分,选取得分最高的候选窗口作为新的航空器目标位置。再次,根据航空器目标位置更新概率图。最后,在多个场面监控视频图像序列上进行测试,对比分析了算法对目标周围出现的相似的区域有较好的抵抗力,在跟踪所得目标区域与真实目标区域的重叠面积率方面具有显著优势,验证了算法能够在目标尺度变化较大的情况下较好的实现对运动航空器的连续准确跟踪,能够满足对场面运动航空器跟踪的有效性和稳定性要求。     

基于多Agent的机场场面冲突检测与解脱算法研究

为了减少机场场面运行冲突,提高机场场面运行效率,提出了基于多Agent的场面冲突检测与解脱算法。该算法以多Agent技术建立场面资源Agent和飞机Agent模型,采用基于滑行路径和实时运动的方法来进行冲突检测,以及通过合同网协作模型进行冲突解脱。最后依据该算法进行仿真分析,验证了该算法的有效性和可行性。     

基于交互式多模型扩展维特比容积卡尔曼滤波机场场面运动目标跟踪

根据先进场面运动引导控制系统(advanced surface movement guidance and control system,A-SMGCS)的监视要求,提出一种基于交互式多模型扩展维特比算法(interactive multi-model extended viterbi algorithm,IMMEV)与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合的目标跟踪算法,以实现机场场面目标的跟踪。根据机场场面运动目标的运动建立相应的运动模型集,采用交互式多模型算法(IMM)实现目标跟踪;模型集中过多的模型会导致运算复杂性增加,且不能真实反映目标的运动,采用扩展维特比(extended viterbi,EV)算法对IMM进行优化,简化模型集;容积卡尔曼滤波器(cubature Kalman filter,CKF)较传统的滤波算法具有更高的滤波精度和稳定性,将其与IMMEV相结合形成IMMEV-CKF跟踪算法。为了验证所提出的IMMEV-CKF对场面运动目标跟踪性能,仿真研究IMMEV-CKF算法、IMM-UKF和当前统计模型对同一目标的跟踪。仿真结果表明,IMMEVCKF在跟踪精度性能方面要优于IMM-UKF和改进后的当前统计模型。因此,IMMEV-CKF更能满足机场场面运动目标跟踪要求。     

改进ViBe算法与Meanshift结合的目标跟踪方法

为解决视频监控系统中因光照变化、相似颜色干扰及快速动目标而导致的目标易丢失问题,提出一种改进ViBe算法与Meanshift结合的目标跟踪方法。首先采用三帧差分和ViBe算法结合进行前景目标提取和检测,以消除鬼影的干扰,利用色度特征和梯度特征相结合的方法来抑制阴影;同时通过将边缘特征融入到Meanshift算法中,引入运动矢量在当前帧中预测下一帧运动目标的位置,实现场面监视环境中运动目标的持续、准确跟踪。通过在监控视频中行人、车辆及飞行器等不同场面目标做实验,验证了本文方法不仅能够持续、准确地跟踪运动目标,并且可适用于场面雾天低能见度条件下的运动目标跟踪。     

基于视频图像处理的机场航空器冲突检测

 针对场面监视雷达成本较高、不适用于流量较小的中小机场等问题, 采用多摄像机对机场场面航空器进行动态跟踪, 采用图像边缘检测和形态学处理方法对目标进行识别, 跟踪和提取航空器的飞行轨迹并分析其位置和速度参数, 提出了运动目标跟踪算法和基于DCPA 和TCPA 的滑行冲突检测模型, 开发了基于视频图像处理的机场航空器冲突检测原型系统, 并应用于西南某通航机场。实验表明, 视频图像处理技术和冲突检测模型可用于中小机场的航空器识别和冲突检测, 提高机场安全运行水平。     

基于视频处理的机场跑道入侵检测模型的设计与实现

跑道入侵是威胁民用航空安全的重要因素,有效的跑道入侵监测告警技术能够提高机场道面区域的安全。借鉴计算机图像处理方法,利用运动物体检测算法检测出视频图像上的运动物体,并引入航空器轮廓特征匹配,校验运动物体是否符合航空器轮廓特征,使检测结果更适用于机场区域。模型还分析了实时视频图像坐标和机场道面俯视坐标的对应关系,构建了坐标间投影模型,将运动物体位置投影至机场道面俯视图中。为了验证模型有效性,利用虚拟塔台视景技术对进行仿真实验。仿真结果表明:模型能够根据实时视频图像检测出道面运动物体,并能提供相应的俯视机场道面图和跑道、滑行道上运动物体位置,并给出跑道入侵告警,可为机场塔台管制人员提供辅助决策依据。     

基于跑滑系统约束的航空器滑行跟踪算法

为解决大型机场场面易冲突的问题,研究了将基于跑滑系统和管制约束的变结构多模型算法应用于机场场面目标的跟踪.本文首先建立了复杂跑滑结构下的数学建模方法、跑滑结构约束下跟踪状态修正方法和基于管制指令约束的航空器与跑滑系统的自适应匹配方法.与传统场面目标跟踪不同,本文利用跑滑系统和管制指令约束的最大后验概率估计来激活和终止模型集,进而解决机场场面航空器跟踪过程中模型集切换和路段匹配问题.基于上述方法,本文通过结合最大后验概率估计提出了一种新的交互式多模型算法,改善了场面目标的跟踪性能.仿真结果表明:与交互式多模型算法和变结构交互式多模型算法相比,本文所提出的方法能有效地跟踪机场场面目标,显著提高了跟踪精度.     

基于改进YOLOv4的烟条拉线头缺陷检测

针对烟条透明塑料外包装上拉线头的缺陷检测中传统图像处理的误报率高的问题,提出了一种基于YOLO深度学习算法和算法相结合并具有自学习优化功能的改进方案。即先使用传统Hough变换圆检测,将检测出缺陷的图像二次经过YOLO算法。为能将YOLO算法达到高性能、高精度的效果,本文对YOLO的网络结构进行改造,提出了AAS-YOLO(adaptive anchor size with YOLOv4),使其具备兼容动态尺度锚定边框的功能,可以实现将传统算法的部分计算结果作为自学习参数贡献给AAS-YOLO算法;并通过去除贡献低的BN通道,精简了网络结构,减少冗余计算。通过实验数据来看,改进后的AAS-YOLO算法提高了定位精度和检测速度;改进后的方案降低了拉线头缺陷检测的误报率。     

远程塔台运行研究与应用综述

近年来,远程塔台在全世界发展势头迅猛,为自然环境恶劣、通视条件差、有人值守困难的机场提供了物理塔台的替代方案。通过文献梳理,对国内外远程塔台运行研究与应用进行了总结,结果显示：远程塔台运行研究是典型的“人-机-系统”领域,需基于人因工效学原理从运行模式与技术系统两方面相互推进;国内远程塔台运行研究及应用相比国外先进水平尚处于跟跑阶段,技术集成储备相对充分,但大量基于人因工效的技术指标测试验证工作亟待开展;最后从加强远程塔台人因工效研究、加快规章标准体系建设等方面对未来工作及试点方向给出了建议。     

Hermite样条在建立塔台模拟机飞机运动路径中的应用

塔台模拟机是一种实时的虚拟现实系统,通过逼真的再现机场塔台控制员的工作环境(包括视景,仪表等)和模拟执行控制员的控制命令,达到训练合格的塔台控制员的目的．在整个系统中,计算模块作为其中的核心模块,通过对运动目标的初始信息和控制员的控制命令的解析,实时计算出运动目标的位置和状态信息,     

基于DM642的自适应运动目标检测系统

针对帧差法和背景差法的运动检测方法的不足以及运动检测系统中图象数据处理量大、算法复杂等特点,设计了以TMS320DM642为核心处理器运动目标检测系统硬件平台。运动目标检测算法采用三帧差法与背景差法相结合的方法,并使用一种类单高斯阈值求解的方法实现门限的自适应调整和运动目标的分割,弥补了帧差法和背景差法的缺陷,提高了检测的准确性。结果表明,该系统运行良好,能够准确地检测出运动目标。     

改进局部二值模式算法与Camshift结合的目标跟踪方法

为解决视频实景监视系统中因场景光照、阴影及远距离小目标跟踪易丢失问题,提出一种改进局部二值模式(local binary patterns, LBP)算法与Camshift结合的目标跟踪方法。利用LBP算子纹理和颜色对阴影不敏感的特性,采用改进的LBP算子与高斯混合模型结合进行背景建模和目标检测,以抑制阴影的干扰;同时将LBP算子的纹理和颜色融入Camshift算法中,结合Kalman滤波进行目标运动状态的预测,最终实现对监视场景中运动目标的可靠、稳定跟踪。采集行人、车辆及航空器等不同类目标进行实验,验证了本文方法不仅能够稳定、精确地跟踪运动目标,同时可适用于场景雾天低能见度条件下的目标跟踪。     

改进YOLOv5的多车辆目标实时检测及跟踪算法

多车辆目标跟踪时间主要花费在车辆检测模块和对每个车辆表观特征提取模块,一般情况下,车辆检测和车辆表观特征提取是在不同的神经网络中进行的,且一张图中的车辆目标越多,对车辆表观特征提取耗费时间的也越多,推理时间也相应变长。针对这一问题,基于经典的Tracking-By-Detection模式,提出一种改进的YOLO模型：在YOLO网络中添加ReID特征识别模块,使YOLO在输出目标位置信息的同时输出目标特征信息,以提高算法的跟踪速度。针对车辆间彼此覆盖的情况,提出一种基于动态IOU阈值的非极大抑制算法,以提高算法的跟踪精度。最后将YOLO输出的信息进行数据匹配,从而实现多目标跟踪。在UA-DETRAC数据集上验证改进模型的有效性,实验结果表明,将YOLOv5网络进行改进后运用在目标跟踪算法中,相对于经典的YOLO+DeepSORT跟踪模型,在车辆密集的情景下平均推理时间减少了17%;在改进后的网络上添加动态IOU阈值非极大抑制,跟踪精度提高了3.9个百分点。改进后的模型有较好的实时性与跟踪准确率。     

采用改进YOLOv3的高分辨率遥感图像目标检测

由于高分辨率遥感图像存在目标排列密集、尺寸差别大等情况,传统算法难以准确地对其进行目标检测。在YOLOv3算法的基础上,提出一种改进的高分辨率遥感图像目标检测算法(remote sensing-YOLO,RS-YOLO)。利用K-means聚类算法对数据集进行聚类,重新设计适合遥感图像的先验框; 引入高斯模型计算预测框的不确定度,以提高网络对预测框坐标的准确度; 使用弱化的非极大值抑制算法(soft non-aximum suppression,Soft-NMS)对预测框进行处理,增强算法对密集排列目标的检测能力。实验结果表明,改进后的算法能够对高分辨率遥感图像进行有效的目标检测,以NWPU VHR-10数据集为例,RS-YOLO的平均检测精度达到了87.97%。     

融合改进帧差和边缘提取算法的运动目标检测

针对帧差算法检测运动目标存在的目标边缘缺失和空洞的问题,提出一种将改进帧差和基于改进Canny算子的运动目标边缘提取方法相融合的运动目标检测算法.首先,使用帧差法快速检测变化区域,并通过面积阈值判断是否进行当前帧的检测以提高算法实时性;其次,在运动目标边缘提取中,提出一种基于改进Canny算子的运动目标边缘提取方法提取...     

基于视觉的智能移动机器人的运动目标检测与跟踪

目的扩大机器人的目标搜寻范围,并对运动目标进行跟踪。方法提出了将运动背景下运动目标的检测方法应用于机器人目标检测与跟踪,并使用基于视觉的目标跟踪方法。结果机器人在运动状态下仍然能够进行运动目标检测。结论移动机器人能够在运动过程中准确地检测出运动目标,并有效地提高了目标检测的能力。     

基于多视图像序列跟踪的SAR地面运动目标检测

为基于合成孔径雷达(SAR)检测地面切向运动目标,提出基于多视图像序列跟踪的检测方法。在SAR多视图像序列上,具有切向速度的地面运动目标在子视图像间的位移轨迹可近似为一条斜线。该算法利用具有方向性约束的动态规划实现动目标在SAR多视图像序列上的轨迹跟踪,进而沿散焦轨迹作非相干积累可显著改善微弱目标检测性能。基于跟踪信息可实现动目标切向速度估计和解Doppler模糊。基于实测机载SAR数据的数值实验证明了该方法的有效性。     

通航机场场面运动目标检测方法

针对传统YOLOv3（you only look once-v3）算法目标检测精度较低、收敛速度较慢等问题,提出了一种改进的YOLOv3算法,分别对主干网络和损失函数进行了改进。采用迁移和冻结相结合的训练方法,以提升目标检测的精确度和速度。基于改进的YOLOv3算法对西南某通航机场3种不同场景下的运动目标检测效果进行了对比分析。结果表明,改进的YOLOv3算法对正常天气场景下的场面运动目标检测效果要明显优于雾天和雨天场景,对飞机目标的检测效果明显优于车辆和行人目标;3类目标的检测精度、召回率、平均精度值(mean average precision,mAP)分别达到92.96％、80.51％、91.96％,GPU处理速度为74f/s,较传统YOLOv3算法和YOLOv4算法性能均有明显提升。     

基于YOLO改进算法的安全帽和口罩佩戴自动同时检测

针对工地、危险区域等场景需要实现同时佩戴安全帽与口罩的自动检测问题,提出一种改进的YOLOv3算法以提高同时检测安全帽和口罩佩戴的准确率。首先,对网络模型中的聚类算法进行优化,使用加权核K-means聚类算法对训练数据集聚类分析,选取更适合小目标检测的Anchor Box,以提高检测的平均精度和速度;然后,优化YOLO网络内部的Darknet特征网络层,将4倍降采样提取的特征图进行2倍上采样,再与2倍降采样进行卷积融合,与4倍降采样、8倍降采样以及16倍降采样一同输送到后续网络中,来达到降低小目标的漏检概率。实验结果表明:改进后的算法同时检测安全帽和口罩佩戴的平均准确率比原算法提高了11.3%。     

基于帧间差分和背景相减的运动目标检测和提取算法研究

对比分析了常用的图像目标检测算法,根据其各自优缺点,提出了基于帧间差分和背景相减相结合的运动目标检测和提取算法。详细介绍了基于上述算法的运动目标检测的全过程,并准确地检测出了运动目标。通过对实验结果进行分析表明,该算法既避免了背景相减法因背景变动导致的目标提取不准确,又避免了帧间差分法的运动目标不完整,能够有效去除噪声和阴影,具有良好的检测效果。