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基于地面估算与目标位置估计的多目标跟踪算法
2020年电子技术应用第8期
何 嘉1,奚峥皓1,2,阚 秀1
1.上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海201620; 2.清华大学 计算机系 智能技术与系统国家重点实验室,北京100091
摘要:提出了一种基于地面移动平台的多目标跟踪系统。系统将利用移动平台上摄像头的部分外参,构建与视频流对应的地面栅格图。系统将用HOG算法检测目标,并在构建的地面栅格图中计算地面占用,来跟踪目标。为了保证移动平台下多目标跟踪的鲁棒性,算法可以根据视频序列中消失点变化情况补偿目标运动模型,并与地面栅格图中的目标三维信息相结合。通过与其他算法在相同视频序列中的结果比较,发现所提出的算法是有实际效果的。
中图分类号:TN919.82;TP23
文献标识码:A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190737
中文引用格式:何嘉,奚峥皓,阚秀. 基于地面估算与目标位置估计的多目标跟踪算法[J].电子技术应用,2020,46(8):112-116.
英文引用格式:He Jia,Xi Zhenghao,Kan Xiu. Multi-target tracking algorithm based on ground projection and target position estimation[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(8):112-116.
Multi-target tracking algorithm based on ground projection and target position estimation
He Jia1,Xi Zhenghao1,2,Kan Xiu1
1.School of Electronic and Electrical Engineering,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620,China; 2.State Key Laboratory of Intelligent Technology and Systems,Department of Computer Science,Tsinghua University, Beijing 100091,China
Abstract:This paper presents a multi-target tracking system based on terrestrial mobile platform. The system will use some external parameters of the camera on the mobile platform to construct the ground raster map corresponding to the video stream. The system will use HOG algorithm to detect the target and calculate the occupancy of the ground in the raster map to track the target. In order to guarantee the robustness of multi-target tracking under mobile platform, we also propose a target estimation algorithm based on the change of vanishing point in video sequence. By comparing the results of other algorithms in the same video sequence, it is found that the proposed algorithm is effective.
Key words :multi-target tracking;ground moving platform;probabilistic occupancy map;vanishing point;target estimation

0 引言

多目标跟踪按照摄像头数量,可分为两大类:单目跟踪方法与多目跟踪方法。

(1)单目跟踪方法

传统方法[1-2]多是在目标区域建立简单目标特征,但复杂背景大大提高了目标特征的提取难度,且遮挡鲁棒性低。对此,Chu Chunte[3]提出多核的目标跟踪算法,解决了局部遮挡下的目标跟踪;段沛沛[4]等人则是通过稀疏算法,压缩样本数据提高运算速度。

神经网络算法在目标跟踪中同样有较为广泛的应用[5-7],但样本与真实目标间的差异往往导致跟踪效果不佳,因此HYEONSEOB N[8]开始在线调整训练样本。对于目标的运动估计,通常使用粒子滤波算法,但重采样过程运算时间较长。对此,Li Peihua[9]就图像颜色信息重新构建了粒子滤波跟踪算法,POJALA C[10]将自适应加权算法引入重采样过程。

(2)多目跟踪方法

在多摄像机情况下,融合不同摄像机下的光学遮挡结构,可以有效解决遮挡问题[11-12],但无法有效剔除局部的虚假目标。对此,OTSUKA K[11]引入了递归贝叶斯估计,而MITTAL A[12]通过卡尔曼滤波器来约束目标。UTASI A[13]与BENEDEK C[14]则侧重于多视角下的目标特征提取。前者旨在提取目标像素级特征,而后者旨在构建三维对象模型。FLEURET F[15]等人首次提出一种概率占用图(POM)模型,计算目标在场景平面网格图上的占用概率,但算法运行时间较长。LIN Y S等人提出一种根据消失点的快速人员定位方法[16]。JEROME B等人利用前后帧目标关系,通过k-shortest路径算法快速优化轨迹[17]

多目跟踪方法尽管有着测量精度高、目标信息丰富等优点,但高纬度的信息往往会占据较大的运行时间,不利于算法实时性。本文将提出一种基于单目摄像机的背景建模方法,并根据消失点变化情况估补偿目标运动模型。所提出的算法将具有以下特点:(1)准确表现场景三维信息;(2)检测场景变化情况并反馈给目标模型。




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作者信息:

何 嘉1,奚峥皓1,2,阚 秀1

(1.上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海201620;

2.清华大学 计算机系 智能技术与系统国家重点实验室,北京100091)

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