[发明专利]一种基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法

摘要

一种基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法，本发明涉及基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法。本发明的目的是为了解决现有一般的视觉跟踪方法在UUV水下回收的情况下跟踪准确性低的问题。通过以下步骤实现：一、UUV摄像机采集目标光源系统的序列图像；二、建立目标加权模型；三、在当前帧中计算候选目标模型；四、求取Bhattacharyya相似性系数；五、计算权重系数；六、根据权重系数得到候选目标中心新位置；七、得到ρ(y₁)；八、当||y₁‑y₀||<ε时则停止；否则使y₀＝y₁，返回到三，当前帧如果是最后一帧，则跟踪结束；否则继续读取下一帧。本发明应用于UUV水下回收的单目视觉跟踪领域。

主权项

1.一种基于UUV水下回收的单目视觉跟踪方法，其特征在于：所述方法包括：步骤一、当目标光源系统运动过程中出现在UUV摄像机的视野中时，UUV摄像机采集目标光源系统的序列图像；步骤二、对采集到的目标光源系统的序列图像的第一帧图像选取心形光源目标，建立目标加权模型步骤三、在当前帧中计算当前帧候选目标模型步骤四、根据目标加权模型和当前帧候选目标模型求取Bhattacharyya相似性系数；u为概率特征，取值为u＝1,2,...,m，m为灰度直方图栅格总数；y为候选目标区域的中心位置；步骤五、根据Bhattacharyya相似性系数计算权重系数wi；i的取值为1‑n，n为矩形框内的像素点总数；步骤六、根据权重系数wi得到候选目标中心新位置y1；步骤七、计算候选目标中心新位置y₁的模型{p_u(y₁)}_u＝1,…,m，得到Bhattacharyya相似性系数比较ρ(y₁)和ρ(y₀)大小，当ρ(y₀)＞ρ(y₁)时，得到ρ(y₁)；qu表示选取心形光源目标颜色直方图栅格特征向量中的第u个分量；y0为上一帧的候选目标区域的中心位置；步骤八、当||y1‑y0||＜ε时，则停止，ε为迭代收敛的最小阈值；否则，使y0＝y1，返回到步骤三，当前帧如果是最后一帧，则跟踪结束，否则继续读取下一帧；所述步骤二中对采集到的目标光源系统的序列图像的第一帧图像选取心形光源目标，建立目标加权模型具体过程为：对采集到的目标光源系统的序列图像的第一帧图像采用矩形框选取心形光源目标，并假定矩形框中心坐标为(O_x,O_y)，其中，a和b分别为矩形框长度和宽度的1/2；将矩形框内像素点归一化到一个单位圆中，矩形框内像素点坐标为(x_i,y_i)；定义选取心形光源目标中心处点权值是1，选取心形光源目标最外侧权值趋向于0，选取心形光源目标中心处点与最外侧之间点的权值为：根据均值漂移算法，设n为矩形框内的像素点总数，m为灰度直方图栅格总数，为的像素直方图索引值，x_*为选取心形光源目标中心，选取心形光源目标的模型表示为且则选取心形光源目标的加权模型为其中，k(·)表示核函数，h表示核函数带宽，为目标区域边长的1/2，采用选择Epanechnikov核函数，即其中，c为常数；C₁为归一化常数，为了保证则x_*表示选取心形光源目标中心；δ表示Kronecker delta函数；在当属于第u个特征值时为1，否则为0；所述步骤三中在当前帧中计算候选目标模型具体过程为：候选目标区域是指各帧中包含目标的区域，候选目标模型表示为：其中，候选目标区域的中心位置是y，可初始化为上一帧图像的心形光源目标中心；表示在当前帧中候选目标区域的像素坐标，C_h1为归一化常数；n_h表示搜索窗口内的像素总数；j取值范围为1≤j≤n_h；其中，