基于目标特征的无人机对地运动目标跟踪
发布时间：2021-05-08 19:23
无人机对地运动目标跟踪在军事和民用领域起到了侦察、打击、监控等重要作用。本文重点研究了不同影响因素下图像表征模型、无人机对地单运动目标跟踪和无人机对地多运动目标跟踪。针对环境因素影响下阴影干扰、纹理缺乏、跟踪漂移对目标的影响,建立相应的目标特征模型。针对载机和相机运动影响下场景抖动、背景旋转和目标形变对背景和目标的影响,建立相应的背景模型或目标特征模型。针对无人机对地小目标实时跟踪中阴影干扰、目标形变、跟踪漂移的情况,提出了基于改进相关滤波器和目标多特征的无人机对地单运动目标跟踪算法。提取目标多特征:梯度方向直方图（HOG）特征、颜色特征（CN）、深度特征（CNN）。利用空间可靠性图改进相关滤波器提高对不规则形状目标的跟踪性能。基于高效卷积算子进行特征降维和构建紧凑的样本空间,显著降低空间和时间复杂度,提供更好的样本多样性。根据相关滤波器得到的目标特征响应确定目标跟踪框的位置,实现目标跟踪。实验结果表明:算法能够实时准确的跟踪单运动小目标,平均帧率44.09帧/秒,具有较好的实时性。针对随着时间推移多目标跟踪轨迹离散和状态空间巨大等问题,提出了一种融合数据关联和轨迹估计的无人机对地多运...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于计算机视觉的运动目标跟踪
1.2.2 无人机对地运动目标跟踪
1.3 论文主要工作及安排
第二章 无人机对地运动目标跟踪建模
2.1 环境因素下的无人机对地运动目标跟踪建模
2.1.1 阴影干扰下的目标特征
2.1.2 纹理缺乏下的目标特征
2.1.3 跟踪漂移下的目标特征
2.2 载机和相机运动下的无人机对地运动目标跟踪建模
2.2.1 场景抖动下的背景建模
2.2.2 背景旋转下的目标特征
2.2.3 目标形变下的目标特征
2.3 本章小结
第三章 基于改进相关滤波器和目标多特征的无人机对地单运动目标跟踪
3.1 引言
3.2 基于目标多特征提取样本特征
3.3 基于空间可靠性图改进相关滤波器
3.3.1 构造空间可靠性图
3.3.2 约束相关滤波器的学习
3.3.3 空间可靠性图更新策略
3.4 基于高效卷积算子特征降维和构建紧凑样本空间
3.4.1 基于高效卷积算子分解的特征降维
3.4.2 构建紧凑的样本空间模型
3.4.3 最优滤波器更新策略
3.4.4 空间可靠性图更新与滤波器更新关系建模
3.5 无人机对地单运动目标跟踪算法流程
3.6 实验结果与分析
3.6.1 FSEUT与其他算法跟踪结果可视化对比
3.6.2 目标跟踪精度实验
3.6.3 目标跟踪成功率实验
3.6.4 目标跟踪效率实验
3.7 本章小结
第四章 融合数据关联和轨迹估计的无人机对地多运动目标跟踪
4.1 引言
4.2 无人机对地多运动目标跟踪算法框图
4.3 连续轨迹估计
4.4 离散数据关联
4.5 结合标签成本的离散-连续多运动目标跟踪
4.5.1 结合标签成本的联合多目标跟踪能量模型
4.5.2 基于颜色特征的外观模型
4.5.3 能量最小化优化
4.6 交错场景下多目标持续跟踪
4.6.1 基于颜色直方图的多目标身份验证
4.6.2 基于颜色分布法的多目标身份验证
4.6.3 融合颜色直方图和颜色分布的多目标身份验证
4.7 无人机对地多运动目标跟踪算法流程图
4.8 实验结果与分析
4.8.1 实验视频及其特性
4.8.2 不同特性下多目标跟踪实验
4.8.3 融合颜色直方图和颜色分布的多目标身份验证实验
4.8.4 对空多运动小目标跟踪实验
4.9 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于视觉的无人机入侵检测与跟踪系统设计与实现[D]. 邵盼愉.浙江大学 2018
[2]无人机快速抵近飞行过程中对地目标跟踪研究[D]. 杨勇.南京航空航天大学 2018
[3]基于复杂环境视频序列的运动目标检测研究[D]. 王顺飞.南京航空航天大学 2017
[4]基于无人机平台的目标检测跟踪系统研究[D]. 金纯.西安电子科技大学 2015
本文编号：3175860
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于计算机视觉的运动目标跟踪
1.2.2 无人机对地运动目标跟踪
1.3 论文主要工作及安排
第二章 无人机对地运动目标跟踪建模
2.1 环境因素下的无人机对地运动目标跟踪建模
2.1.1 阴影干扰下的目标特征
2.1.2 纹理缺乏下的目标特征
2.1.3 跟踪漂移下的目标特征
2.2 载机和相机运动下的无人机对地运动目标跟踪建模
2.2.1 场景抖动下的背景建模
2.2.2 背景旋转下的目标特征
2.2.3 目标形变下的目标特征
2.3 本章小结
第三章 基于改进相关滤波器和目标多特征的无人机对地单运动目标跟踪
3.1 引言
3.2 基于目标多特征提取样本特征
3.3 基于空间可靠性图改进相关滤波器
3.3.1 构造空间可靠性图
3.3.2 约束相关滤波器的学习
3.3.3 空间可靠性图更新策略
3.4 基于高效卷积算子特征降维和构建紧凑样本空间
3.4.1 基于高效卷积算子分解的特征降维
3.4.2 构建紧凑的样本空间模型
3.4.3 最优滤波器更新策略
3.4.4 空间可靠性图更新与滤波器更新关系建模
3.5 无人机对地单运动目标跟踪算法流程
3.6 实验结果与分析
3.6.1 FSEUT与其他算法跟踪结果可视化对比
3.6.2 目标跟踪精度实验
3.6.3 目标跟踪成功率实验
3.6.4 目标跟踪效率实验
3.7 本章小结
第四章 融合数据关联和轨迹估计的无人机对地多运动目标跟踪
4.1 引言
4.2 无人机对地多运动目标跟踪算法框图
4.3 连续轨迹估计
4.4 离散数据关联
4.5 结合标签成本的离散-连续多运动目标跟踪
4.5.1 结合标签成本的联合多目标跟踪能量模型
4.5.2 基于颜色特征的外观模型
4.5.3 能量最小化优化
4.6 交错场景下多目标持续跟踪
4.6.1 基于颜色直方图的多目标身份验证
4.6.2 基于颜色分布法的多目标身份验证
4.6.3 融合颜色直方图和颜色分布的多目标身份验证
4.7 无人机对地多运动目标跟踪算法流程图
4.8 实验结果与分析
4.8.1 实验视频及其特性
4.8.2 不同特性下多目标跟踪实验
4.8.3 融合颜色直方图和颜色分布的多目标身份验证实验
4.8.4 对空多运动小目标跟踪实验
4.9 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于视觉的无人机入侵检测与跟踪系统设计与实现[D]. 邵盼愉.浙江大学 2018
[2]无人机快速抵近飞行过程中对地目标跟踪研究[D]. 杨勇.南京航空航天大学 2018
[3]基于复杂环境视频序列的运动目标检测研究[D]. 王顺飞.南京航空航天大学 2017
[4]基于无人机平台的目标检测跟踪系统研究[D]. 金纯.西安电子科技大学 2015
本文编号：3175860
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3175860.html
