專利名稱：在無人直升機平臺跟蹤地標的方法
技術領域：
本發明涉及到一種地標跟蹤的方法，特別涉及到利用顏色信息在無人直升機平臺 跟蹤地標的方法。技術背景
利用圖像傳感器獲得視頻序列并跟蹤指定目標是計算機視覺領域的重點、難點， 在視頻監控、視覺導航、醫療設施等軍用、民用領域有著非常重要的應用前景。無人直升機 具有可垂直起降、飛行姿態多樣、飛行動作靈活等特點，使得其在軍用、民用領域具有廣闊 的應用前景。近年來，隨著計算機視覺技術的發展以及高性能圖像傳感器的出現，基于無人 直升機平臺的視覺導航、目標檢測、目標跟蹤等逐漸成為熱點。
微小型無人直升機從起飛的那一刻起，直到降落都處于不停地運動狀態。因此，機 載的飛控計算機、拍攝設備也隨著直升機這個運動載體不斷運動，這與如今的多數的基于 固定攝像機的目標跟蹤場景是不同的。在攝像機是固定的情況下，所拍視頻序列中的背景 部分是不變的。而在這種運動的拍攝平臺情況下，進入攝像機視野的景物是不斷變化的，反 映到所拍攝的圖像中，會發現背景也處于不斷變化之中。而由于背景的變化，便有可能出現 與所跟蹤目標類似的威脅目標，造成跟蹤的失敗。由于是室外飛行，攝像機視角的改變以及 光照變化，都會造成目標在圖像平面的亮度發生變化；其次，直升機姿態的改變以及攝像機 視角的改變有可能使目標在圖像平面發生一定的形變。
卡爾曼濾波是線性最優估計方法，不能用于處理非線性、非高斯的情況，限制了其 在視頻序列目標跟蹤中的應用。均值漂移是一種局部尋優的方法，該方法執行效率高，但容 易陷入局部極值。粒子濾波方法在目標跟蹤中應用較為廣泛，該方法是根據蒙特卡羅模擬 獲得一組加權隨機樣本，當樣本數目足夠多時，可以近似表示狀態的后驗概率密度，從而得 到狀態估計值，但是該方法跟蹤效率較低。發明內容
本發明的目的是針對無人直升機平臺不斷運動和工作于室外環境的問題，提供了 一種在無人直升機平臺跟蹤地標的方法，該方法低開銷、快速、高效。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種在無人直升機平臺跟蹤目標的 方法，圖像傳感器獲取圖像信息，有所獲圖像信息跟蹤目標；該方法包括以下步驟(1)機載圖像傳感器獲得一幀圖像；(2)執行特征選擇過程對每種特征計算該特征對應的對數似然比，獲得該特征對目 標、背景的區分度，最后選擇區分度最好的特征。將該特征對應的對數似然比反映射到當前 幀中獲得似然圖像；(3)根據狀態轉移方程獲得傳播后的粒子{gWi!;(4)在似然圖像中，首先應用均值漂移算法將獲得的粒子移向局部極值，獲得一組新的粒子
權利要求
1. 一種在在無人直升機平臺跟蹤地標的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)機載圖像傳感器獲得一幀圖像；(2)執行特征選擇過程對每種特征計算該特征對應的對數似然比，獲得該特征對目 標、背景的區分度，最后選擇區分度最好的特征，將該特征對應的對數似然比反映射到當前 幀中獲得似然圖像；(3)可以根據狀態轉移方程獲得傳播后的粒子(4,1/At^其中4表示第i個粒子在像平面的坐標，N表示粒子個數；(4)在似然圖像中，首先可以應用均值漂移法將獲得的粒子移向局部極值，獲得一組新的粒子己，然后同樣應用均值漂移法將上一幀獲得的目標位置i移向其局部模 式，獲得候選目標位置4 ；(5)對由均值漂移所獲得所有粒子進行高斯采樣獲得新的粒子集, 4和《構成新的粒子集(41/2Α03 ；(6)計算粒子的權重；(7)從粒子集沫，甸)二中重采樣獲得一組新的粒子OilZAOfl； (8)如果MlZ(g),那么目標位置巧=% ；否則，歸一化使2^坷=1,從而估計 目標的坐標& = ,其中表示權重閾值。
全文摘要
本發明公開了在無人直升機平臺利用圖像傳感器跟蹤地標的方法，在該方法中，采用自適應的狀態轉移模型，在跟蹤過程中利用R、G、B值的線性組合作為候選特征集，對每一種特征分別計算目標和背景區域的顏色直方圖分布，獲得對數似然比，選擇區分度最好的特征計算似然圖像，通過兩種不同的途徑獲得兩組粒子，最后估計目標位置；該方法提高了跟蹤的精度，對光照變化、直升機平臺的運動造成的地標在圖像平面的形變具有一定的魯棒性。
文檔編號G06T7/20GK102034245SQ20101059391
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者周超, 韓波 申請人:浙江大學