自动经纬仪跟踪测量中运动目标的跟踪算法设计

【摘要】： 自动经纬仪在航空,军事,及生活中有着广泛的应用。随着自动经纬仪的发展,针对某一特定领域适用的,性价比高的自动经纬仪成为目前研究的重点。本文针对自动经纬仪对气象气球的跟踪,实现了自动经纬仪自动跟踪系统中的图像处理算法。具体主要进行了以下几方面的工作: 首先,开发了序列视频图像的实时采集系统。论文分析了软件实现视频采集的几种方案,为了能够复用大多数程序,降低开发难度,课题采用了一种基于VFW的视频采集方案。在VC6.0平台下实现了实时图像的采集,并通过使用回调函数使图像能够被实时处理。 其次,在对跟踪目标及背景特征分析的基础上,将整个系统分为四个状态:搜索捕获状态,跟踪状态,记忆跟踪状态,人工干预状态。分别设计了每种状态下目标的自动检测,识别算法。论文主要对搜索捕获与跟踪状态下的检测,识别算法进行了设计和实验。搜索捕获状态下采用背景差分与圆形度判断相结合的方式检测与识别目标。跟踪状态下采用灰度模板相关匹配实现目标的检测与识别,并为近距离跟踪设计了“形心区域模板”,为远距离跟踪设计了“全目标模板”来实现匹配。为了提高系统的实时性,在跟踪状态下采用预测来限定匹配范围。 最后,在VC平台下对所设计的算法进行了模拟实验,分析比较了实验结果,实验结果表明,搜索捕获状态下的算法能将具有一定圆形度的目标检测识别出来,算法是可行有效的。跟踪状态下,远距离与近距离跟踪时的检测识别算法都具有可行性。系统处理一帧图像的时间大约为0.9s,能满足课题的要求。整个算法达到课题的预期结果。