球形視覺模型及全動態(tài)場景目標(biāo)跟蹤方法研究

為提高成像設(shè)備在運(yùn)動中對全場景進(jìn)行監(jiān)視和分析的效率和效果，課題以分布于球形表面的攝像機(jī)陣列獲得的視頻數(shù)據(jù)為對象，研究球面機(jī)器視覺模型，通過曲線空間中的圖像序列處理和分析，研究球面機(jī)器視覺的形成機(jī)制和基礎(chǔ)應(yīng)用問題，完成了球形曲面視覺及球面凸分布多目視覺傳感器設(shè)計(jì)；提出一種通過變焦折反射光學(xué)系統(tǒng)來協(xié)調(diào)圖像空間分辨率與視場的矛盾關(guān)系的思路，考察更為一般化的任意空間曲面成像機(jī)理及應(yīng)用技術(shù)，研制了一種主動視覺系統(tǒng)——自由曲面折反射成像裝置。該裝置可根據(jù)任務(wù)需求及時(shí)地轉(zhuǎn)移注意力焦點(diǎn)，達(dá)到一種始終監(jiān)視全局，又能跟蹤目標(biāo)細(xì)節(jié)的智能性。基于此開展了大場景中有形變目標(biāo)檢測、跟蹤方法研究。一方面，開展了連續(xù)變形目標(biāo)包括視頻中的聚集人群目標(biāo)的異常檢測與跟蹤研究；另一方面，研究了面向深空探測的太陽系小天體接近段和交會段用于自主導(dǎo)航的目標(biāo)跟蹤方法，即復(fù)雜背景中小目標(biāo)視覺捕獲與跟蹤，主要用于探測器的相對導(dǎo)航。 2100433B

為提高成像設(shè)備在運(yùn)動中對全場景進(jìn)行監(jiān)視和分析的效率和效果，課題以分布于球形表面的攝像機(jī)陣列獲得的視頻數(shù)據(jù)為對象，研究球面機(jī)器視覺模型，以新的視角- - 曲線空間中的視頻處理和分析- - 研究球面機(jī)器視覺的形成機(jī)制和基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)節(jié)中的理論問題，以及全動態(tài)場景中目標(biāo)全方位跟蹤方法。首先，研究從球形攝像機(jī)陣列獲得的高維圖像集合到球面圖像之間的數(shù)據(jù)優(yōu)化傳遞關(guān)系，建立球面視覺的形成方法和曲線空間中更具一般性的圖像處理理論和方法；進(jìn)而研究成像設(shè)備運(yùn)動過程中，寄生運(yùn)動對成像過程的影響，提出從觀測運(yùn)動中相對運(yùn)動的分離方法和寄生運(yùn)動的抑制方法，提出球面立體視覺的形成機(jī)制、誤差傳遞方法以及精度估計(jì)模型；在此基礎(chǔ)上研究全動態(tài)場景中目標(biāo)跟蹤線索的選擇機(jī)制和描述方法以及曲線空間中連續(xù)形變目標(biāo)的立體跟蹤方法。球面視覺是實(shí)現(xiàn)全動態(tài)場景監(jiān)視和連續(xù)形變目標(biāo)全方位不間斷跟蹤的有效途徑。

本書系統(tǒng)介紹了視覺目標(biāo)檢測與跟蹤的基本問題及其相關(guān)處理技術(shù)，主要內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)檢測與跟蹤的理論、算法和典型應(yīng)用實(shí)例。本書共6章，包括緒論、目標(biāo)表示、目標(biāo)檢測方法、目標(biāo)檢測的典型應(yīng)用、目標(biāo)跟蹤方法、視覺目標(biāo)跟蹤展望等內(nèi)容。

課題針對復(fù)雜大場景下視覺目標(biāo)跟蹤的難點(diǎn)和亟待解決的問題，研究多攝像機(jī)接力目標(biāo)跟蹤的相關(guān)理論和算法。主要研究內(nèi)容包括運(yùn)動目標(biāo)分割、目標(biāo)特征的選擇與提取、基于自適應(yīng)分段邊界特征和自適應(yīng)分塊顏色（灰度）分布特征的目標(biāo)特征模型的建立、復(fù)雜場景下（目標(biāo)半遮擋、遮擋、變形、強(qiáng)機(jī)動和光照變化等）的目標(biāo)跟蹤算法、目標(biāo)運(yùn)動特性的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?、多攝像機(jī)的空間坐標(biāo)標(biāo)定與轉(zhuǎn)換、攝像機(jī)運(yùn)動控制模型的建立與接力區(qū)的確定、大場景下多攝像機(jī)的接力跟蹤和協(xié)同跟蹤策略以及接力區(qū)內(nèi)的時(shí)空漸進(jìn)特征匹配算法。在此基礎(chǔ)上，研究和開發(fā)安保監(jiān)控多攝像機(jī)接力目標(biāo)跟蹤的原型系統(tǒng)。本項(xiàng)目的研究成果可以應(yīng)用在視覺自主導(dǎo)航機(jī)器人、多智能體協(xié)作、可疑目標(biāo)的連續(xù)跟蹤、智能交通監(jiān)控與違章追蹤、軍事領(lǐng)域的無人駕駛飛機(jī)和車輛等實(shí)際系統(tǒng)中，這也是該類系統(tǒng)中亟待解決的一些關(guān)鍵理論和技術(shù)問題，具有重要的理論價(jià)值、實(shí)用價(jià)值和科學(xué)意義，有著廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

前言

第1章緒論

第2章目標(biāo)表示

第3章目標(biāo)檢測方法

第4章目標(biāo)檢測的典型應(yīng)用

第5章目標(biāo)跟蹤方法

第6章視覺目標(biāo)跟蹤展望

后記

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