[发明专利]一种多目标检测及跟踪方法、系统、存储介质及应用

说明书

本发明属于目标检测和跟踪技术领域，公开了一种多目标检测及跟踪方法、系统、存储介质及应用，激光雷达扫描得到点云数据，将采集到的数据传输到服务器端中，并上传到云存储；获取到雷达数据之后，分别经过动点提取、点聚类、随机森林提取出脚步点；利用轨迹匹配进行脚步的跟踪；在处理完数据，得到行人的脚步信息之后，以可视化形式，将处理结果对用户发布；同时，检测到行人的时候，输出相关行走信息并保存到文件，里面包括行走速度、脚步长度信息。与视觉传感器的行人跟踪相比，本发明基于激光雷达的跟踪具有不受环境干扰，算法容易，适合在多人的场景使用。在实验室环境与真实的老人居家环境中进行了验证，本发明可以得出比较理想的效果。

技术领域

本发明属于目标检测和跟踪技术领域，尤其涉及一种多目标检测及跟踪方法、系统、存储介质及应用。

背景技术

目前：在计算机研究领域中，对目标的检测和跟踪是重要且基本的任务。目前，利用计算机相关技术在对检测目标的应用有很多，在各个行业均有应用范围，比如图像识别、车辆检测、智能监控等。对目标的跟踪也有不少解决方案，比较常用的有计算机视觉检测。基于视觉传感器的检测方案比较直观和精准，发展也比较成熟。但是它也有很多不足之处，比如受光线影响较大，难以分辨混杂在一起的多目标的物体，算法比较消耗资源等。激光雷达则是一种主动式的测距传感器，可以比较稳定的得到周围的物体的方位，不会受到环境和光线的影响。在现阶段，人口老龄化是一个对全世界严峻的挑战，而中国社会的快速老龄化更是一个沉重的社会负担，对养老服务方面的需求已经非常迫切。对老年人的行走监测有着非常重要的作用，通过对老人行走的监测，可以及时了解老人的状况，大大降低在居家过程中突发的一些风险。同时，也可以结合其他分析系统，对老人的行为、健康状态进行更全面的分析。

在计算机研究领域中，对目标的检测和跟踪是重要且基本的任务。人类的感官是与外界沟通的窗口和桥梁，它可以识别周围的物体，判断与这些物体的联系，建立人类思维与周围世界的某种对应关系。例如，视觉系统是人类感知的最重要来源，也是获取外部信息的最重要途径。然而，由于人的精力有限，人的视觉有限，人的视觉在各个领域的应用受到极大的限制，甚至效率低下。因此，随着计算机技术的飞速发展，使计算机能够处理这些信息，改善人类的诸多缺陷，已成为一个非常有吸引力的研究课题。随着计算机硬件和智能化的发展，对目标进行模式识别、目标提取等已广泛应用于本发明日常生活中，如车辆检测、人流统计、智能监控等。目标跟踪技术将深入改变本发明社会，方便人们的调查，提高社会的安全性。

现有的目标识别可以利用许多计算机手段进行，例如计算机视觉，可以使计算机能够感知环境中物体的几何信息，包括物体的形状、位置、姿态、运动等，并对其进行描述、存储、识别和理解。视觉感知可以处理比较复杂的颜色信息，是比较理想的传感器，而且价格并不昂贵。但是在算法的实时性方便会有一些缺陷，对复杂环境的感知也并不理想。

使用激光雷达进行目标检测有着它独一无二的优势。激光雷达不同于可见光和红外传感器，它是一种主动式的传感器，受外界干扰小，探测范围大，测距精度高，能够快速准确地获取目标表面在外界环境中的坐标信息，从而能够成功地对目标进行检测、识别和跟踪。相比计算机视觉的手段，激光雷达不受外界环境、光线的干扰，数据量更小，计算起来更加快捷，消耗资源更少，使用起来更方便。在目前，激光雷达跟踪的使用领域非常广泛，在军事、生产、生活等各个场景都有应用。在军事中，激光雷达作为一种高灵敏雷达，有着战场侦察、气体探测、精确跟踪等作用。在民用方面，激光雷达的应用以遍布社会服务与科研，如险情预报、气象观测、交通管制。激光雷达在交通领域有着重大市场，许多交通工具的导航都离不开激光雷达。激光雷达技术在医学方面也有很多应用，譬如，光学低相干断层扫描，这个技术起源于激光反射仪在眼科中研究眼睛结构的三维复原方面的广泛应用，实现对血管的三维内窥镜研究，扩展到多普勒三维测速仪。