交互式警务实战模拟训练系统的设计与实现

发布时间：2017-08-19 22:04

  本文关键词：交互式警务实战模拟训练系统的设计与实现

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【摘要】：为加强我国公安教育训练的信息化建设,提高教育训练的时效性,公安部党委提出了关于推进公安队伍信息化建设的意见和要求,进一步加强科技信息手段在公安实战训练中的应用。以及提升公安民警训练信息化、实战化水平,促进民警执法过程中的武力使用规范化、合法化,更好地服务保障一线实战,决定研发应用于警务实战训练的信息化系统。该系统旨在面对当前严峻的国内治安形势,以及涉恐涉暴事件的增多,全面提高我国警务执法训练的高效性、有效性以及经济性。基于以上背景,本文利用目标识别跟踪技术以及流媒体处理技术实现人机交互式的警务实战模拟训练系统。本文简要介绍系统硬件与软件构成,着重分析改进动态背景下的目标识别跟踪算法以将数字图像处理技术应用于人机交互式的训练系统中,并阐明该系统实现中的其他主要技术。根据该系统需求,提出系统硬件参数规格,并依据功能实现,完成了以下两方面工作。首先是点目标检测,针对射击训练实现,在复杂背景下,通过摄像机配合,实现点目标检测,以实现射击点判别。接下来是针对射击结果,判定射击区域。本文提出结合不同种系统视频案例情况下使用静态或动态背景下的运动目标检测。使用全局运动参数估计进行运动背景补偿,实现动态背景下运动目标检测。针对运动目标跟踪,本文提出了使用Kalman滤波器跟踪算法,并在此基础上利用CamShift自动跟踪算法配合实现运动目标区域跟踪。首先利用Kalman滤波器算法在通过迭代的方式预测该帧中的运动目标在下一帧中的位置,然后利用CamShift搜索算法实现精确跟踪,结合动态目标识别结果,得到人体目标的区域划分。最后本文介绍了该训练仿真系统的硬件与软件平台,实现并测试了系统主要功能,验证了算法的有效性。
【关键词】：警务训练 目标检测 目标跟踪 流媒体
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 选题背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究思路即内容流程图13-16
• 1.4 章节安排16-18
• 第2章 系统结构18-23
• 2.1 系统硬件组织结构18-21
• 2.2 系统软件21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 射击点识别与检测23-35
• 3.1 目标区域校正23-30
• 3.1.1 摄像机参数校正24-25
• 3.1.2 几何校正25-27
• 3.1.3 目标区域校正27-30
• 3.2 射击点坐标提取30-34
• 3.2.1 YUV颜色空间30-31
• 3.2.2 点目标识别31-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 人体目标检测35-61
• 4.1 静止背景下的运动目标检测35-39
• 4.1.1 背景差分法35-37
• 4.1.2 光流法37-38
• 4.1.3 连续帧差分法38
• 4.1.4 二值化38-39
• 4.1.5 实验结果分析39
• 4.2 动态背景下的运动目标检测39-45
• 4.2.1 全局运动参数模型40-42
• 4.2.2 特征点提取与匹配42-44
• 4.2.3 基于模型的运动背景匹配44
• 4.2.4 实验结果分析44-45
• 4.3 目标跟踪模型建立45-50
• 4.3.1 颜色特征46-48
• 4.3.2 直方图48-49
• 4.3.3 基于颜色直方图的目标模型49-50
• 4.4 运动目标跟踪50-54
• 4.4.1 MeanShift跟踪算法50-53
• 4.4.2 CamShift跟踪算法53
• 4.4.3 Kalman滤波器在运动目标跟踪的应用53-54
• 4.5 人体目标区域分割54-59
• 4.5.1 滤波处理55-58
• 4.5.2 图像差分58-59
• 4.6 本章小结59-61
• 第5章 系统实现与测试61-70
• 5.1 系统硬件平台61-62
• 5.1.1 摄像机参数及特点61
• 5.1.2 计算机系统61-62
• 5.2 系统软件实现62-69
• 5.2.1 目标识别算法实现62-63
• 5.2.2 视频控制实现63-64
• 5.2.3 系统软件开发平台64-68
• 5.2.4 测试结果68-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第6章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76

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