卡爾曼濾波算法在自動(dòng)跟蹤云臺(tái)上的應(yīng)用.pdf

1、目標(biāo)跟蹤技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域非?；钴S的一個(gè)課題，而且有著非常廣泛的應(yīng)用，例如：在彈道導(dǎo)彈防御和攔截、火力控制、海洋監(jiān)視(水面艦艇或潛艇)、機(jī)器人導(dǎo)航等方面均可發(fā)揮重大作用。由于目標(biāo)跟蹤技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的多學(xué)科研究課題，迄今為止仍未有一種通用的技術(shù)方法適合于各種跟蹤情況，研究一種魯棒性好、精確、高性能的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤方法依然是該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。 本文總結(jié)了常用的目標(biāo)跟蹤方法，研究了卡爾曼濾波算法并對(duì)其用于導(dǎo)彈跟蹤進(jìn)行了仿真，

2、實(shí)現(xiàn)了一種基于卡爾曼濾波的自動(dòng)跟蹤試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是采用攝像頭作為傳感器、云臺(tái)作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用PC機(jī)作為處理機(jī)構(gòu)在MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)行目標(biāo)跟蹤之前首先要檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，本文實(shí)現(xiàn)了一種對(duì)特定顏色目標(biāo)的檢測(cè)算法，根據(jù)目標(biāo)的紅藍(lán)色分量比值和綠藍(lán)色分量比值確定兩次分割閾值，并進(jìn)行二值化，用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波去噪獲得完整目標(biāo)信息，并用目標(biāo)像素坐標(biāo)求均值的方法大概算出目標(biāo)中心坐標(biāo)。在跟蹤目標(biāo)前，先使攝像頭不動(dòng)作根據(jù)圖像信息獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并

3、作為初始值，用卡爾曼濾波算法預(yù)測(cè)出目標(biāo)下一時(shí)刻可能的出現(xiàn)的位置，PC機(jī)發(fā)出云臺(tái)控制命令進(jìn)行跟蹤，然后以目標(biāo)速度作為觀測(cè)量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)修正。本系統(tǒng)采用的云臺(tái)不具角度控制功能，所以在圖像平面上建立目標(biāo)跟蹤模型，采用純角度跟蹤方法，以圖像像素?cái)?shù)標(biāo)記云臺(tái)偏移量，用水平與垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)云臺(tái)的控制。同時(shí)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)界面，可完成對(duì)云臺(tái)的手動(dòng)調(diào)節(jié)以及跟蹤畫(huà)面的實(shí)時(shí)顯示。 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，本算法可以穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)，而且當(dāng)目標(biāo)