燕必希,朱立夫,董明利,孙 鹏,王 君.卡尔曼滤波在单目相机运动目标定位中的研究*[J].仪器仪表学报,2018,39(8):
卡尔曼滤波在单目相机运动目标定位中的研究*
Research on Kalman Filtering for Moving Target Location on Monocular Camera
投稿时间:2018-01-16  修订日期:2018-07-14
DOI:
中文关键词:  单目相机  运动目标定位  目标遮挡  卡尔曼滤波  状态更新  状态估计
英文关键词:monocular camera  moving target positioning  target blocking  Kalman filtering  status updating  status predicting
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)(No.2015AA042308)、北京信息科技大学2017年研究生教育质量工程项目资助
作者单位
燕必希 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院 北京 100192 
朱立夫 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院 北京 100192 
董明利 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院 北京 100192 
孙 鹏 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院 北京 100192 
王 君 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院 北京 100192 
AuthorInstitution
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中文摘要:
      单目相机运动目标定位是视觉跟踪的基本任务之一,视觉传感器对目标点位置的获取至关重要。根据单目相机针孔模型,将运动目标图像二维坐标,通过几何关系映射为相机坐标系的三维坐标。标定相机高度和旋转参数,在此基础上求得目标位置坐标。当运动目标被遮挡时,以匀变速运动为模型,根据先前位置信息确定加速度和速度,并对加速度进行自适应更新,建立运动目标状态方程,利用卡尔曼滤波器预测目标位置。以估计位置代替真实位置,继续估计后续运动状态,在预估位置搜索运动目标,实现运动目标遮挡定位跟踪。实验结果表明,该定位方法具有可行性,当运动目标发生遮挡时,能够完成对目标的定位和跟踪。
英文摘要:
      Moving target positioning on monocular camera is one of the basic task of visual tracking,visual sensor is the essential part for the acquisition of the target point position and other spatial information.According to the monocular camera pinhole model, the world coordinates of the moving object and the two-dimensional coordinates of the image are mapped to the three-dimensional coordinates of the camera coordinate system by using geometric relation. Calibrate camera’s height and rotation parameters, on the basis of this, the target position coordinates can be calculated. Take the even variable speed motion as a model. When the moving target is blocked, the acceleration and velocity can be determined according to the previous position information and the acceleration is adaptively updated. The equation of state of moving target is established and the position of target is predicted by Kalman filtering. The real position is replaced by the estimated position. Estimate the subsequent motion state and search the moving target at the estimated position so that the blocked moving target can be tracked. Experimental results show that this method is feasible and the moving target can be located and tracked when it is blocked.
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