[发明专利]一种基于无人机平台的目标跟踪方法

摘要

本发明涉及一种基于无人机平台的目标跟踪方法，分别从目标区域与背景区域提取正样本模板与负样本模板，实现能够抑制背景干扰的相关滤波算法，能够有效地去除背景的干扰，提高跟踪的准确性。为了提高跟踪的快速性，本发明采用积分反馈与前馈策略对相关滤波跟踪结果进行修正，可以减小跟踪窗口且无需多步迭代计算，提高了跟踪的快速性。

主权项

1.一种基于无人机平台的目标跟踪方法，其特征在于步骤如下：/n步骤1、跟踪算法初始化：首先在第一帧图像中选定包围目标的矩形区域I₀，设矩形区域中心为(x₀,y₀)；在距离目标中心半径r₁内以均匀分布随机选择n个与I₀同样形状与大小的矩形区域构成正样本集合A⁺：/n /n各矩形区域中心坐标满足以下概率密度函数：/n /n将所有正样本的平均值作为正样本模板：/n /n在距离目标中心r₁与r₂之间以均匀分布随机选择m个与I₀同样形状与大小的矩形区域构成负样本集合A^-：/n /n各矩形区域中心坐标满足以下概率密度函数：/n /n将所有负样本的平均值作为负样本模板：/n /n利用正样本与负样本生成目标相关滤波器：/n /n以及背景相关滤波器：/n /n其中：/nF_o(u,v)为正样本平均值T⁺的傅里叶变换：F_b(u,v)为负样本平均值T^-的傅里叶变换0＜λ₁＜1为可选参数/n步骤2、对跟踪过程中的得到的每帧图像进行背景抑制相关跟踪：/n以前一帧目标位置p_n为中心选择跟踪窗口I_T，并使用下式进行处理以降低跟踪窗口截断造成的影响：/n /n其中：x_n,y_n为跟踪窗口中心坐标；h为跟踪窗口的高度；w为跟踪窗口的宽度；/n利用目标相关滤波器与背景相关滤波器对跟踪窗口进行滤波，得到滤波结果：/nK_o(u,v)＝H_o(u,v)F_n(u,v)/nK_b(u,v)＝H_b(u,v)F_n(u,v)/n其中F_n(u,v)为跟踪窗口处理后图像I_n(x,y)的傅里叶变换；/n将目标相关滤波结果K_o(u,v)进行傅里叶反变换得到I_o(x,y)，将背景相关滤波结果K_b(u,v)进行傅里叶反变换得到I_b(x,y)，得当前帧图像中目标的位置为：/n /n步骤3、对步骤2得到的当前帧图像中目标的位置进行修正：/n使用积分反馈策略，得：/n使用前馈策略,得：p_ff＝f(p_n)+p_n-p_n-1/n将积分反馈与前馈组合，得修正后的目标的位置：/np_n+1＝f(p_n)+λ₂p_ff+(1-λ₂)p_fb/n0≤λ₂≤1。/n