[发明专利]一种多视觉传感器协同目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种多视觉传感器协同目标跟踪方法，具体包括如下步骤：在每个相机中分别选出目标模板，然后对每个相机中的粒子进行状态初始化；对经初始化的粒子进行状态转移，并计算每个相机中粒子所对应目标模板的颜色直方图特征，求出每个相机中的粒子的权值；设相机的个数为M个，对每个相机中的空间粒子权值进行估计计算；计算M个相机中的第v个相机与其它M‑1个相机偏离度；分别对每个相机中的目标位置进行估计，并计算估计的目标位置与目标模板的相似度；根据所得偏离度和所得相似度对每个相机中的目标进行协同跟踪。解决了现有技术中存在的未充分利用相机间及图像采集数据集内的各个图像之间的关联联系使得目标长时跟踪效率低的问题。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，涉及一种多视觉传感器协同目标跟踪方法。

背景技术

目标跟踪是机器视觉领域的经典问题之一。多视觉传感跟踪可利用观测信息的互补性有效避免单一视角严重遮挡造成的目标丢失，提高目标跟踪鲁棒性，另一方面，多视觉传感协同跟踪也是解决大范围、复杂空间目标持续、准确跟踪的有效手段，对于跟踪技术的实际应用具有重要意义。

综上所述，目前多视觉跟踪相关研究仍存在以下问题：基于单应性空间约束的协同跟踪局限性较大，其只能在地平面目标“脚点”建立空间对应关系，而在复杂多场景下“脚点”位置很难获取，从而大大制约了多视觉跟踪应用范围；分布式协同跟踪机制依然是以单一视觉传感跟踪为基础的，没有充分利用多个视觉传感的信息融合提高跟踪的鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多视觉传感器协同目标跟踪方法，解决了现有技术中存在的未充分利用相机间及图像采集数据集内的各个图像之间的关联联系使得目标长时跟踪效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种多视觉传感器协同目标跟踪方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在每个相机中分别选出目标模板，然后对每个相机中的粒子进行状态初始化；

步骤2，对经步骤1初始化的粒子进行状态转移，并计算每个相机中粒子所对应目标模板的颜色直方图特征，求出每个相机中的粒子的权值；

步骤3，设相机的个数为M个，对每个相机中的空间粒子权值进行估计计算；

步骤4，计算M个相机中的第v个相机与其它M-1个相机偏离度；

步骤5，分别对每个相机中的目标位置进行估计，并计算估计的目标位置与目标模板的相似度；

步骤6，根据步骤4所得偏离度和步骤5所得相似度对每个相机中的目标进行协同跟踪。

本发明的特点还在于，

步骤2的具体过程如下：

步骤2.1，设每个相机中的粒子状态集合为每个粒子的状态为X⁽ⁱ⁾，通过如下公式(1)计算每个粒子的颜色直方图特征：

其中，目标区域中心的颜色分布为x，目标区域半径为h，目标区域内的第i_pix个像素处的颜色分布为n为目标区域内像素的总和，δ(·)为Delta函数；b(x_i)是位于x_i处的像素在直方图上颜色等级索引的映像；u为直方图中颜色等级索引；k(·)为Epanechnikov核函数，k(·)的定义如下公式(2)所示：

步骤2.2，采用Bhattacharyya距离来衡量两个目标颜色分布的近似程度，假设两个目标颜色分布分别为和则颜色观测的似然函数定义如下公式(3)所示：

步骤2.3，设每个相机中上一时刻第i个粒子的权值为则t时刻每个相机中的粒子权值如下公式(4)所示：