目标跟踪算法与检测处理技术研究

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1、博士学位论文目标跟踪算法与检测处理技术研究作者：卢莉萍指导教师：张宏教授南京理工大学2012年3月Ph．D．Dissertation川

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15、删Y2060991StudyonTargetsTrackingAlgorithmandDetectionProcessingTechnologyLVLipingSuperVisedbyProf．ZhangHongNanjingUniversityofScience&TechnologyMarch，,2012I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

16、．．．．．．．．．一的研究成果，尽我所知，在本学，不包含其他人己经发表或公布育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名．辎睾_沙肛年多月J／日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名．蟑毋，-年方月衫日堡主笙奎旦堡堡堕兰鲨皇竺型竺堡垫查塑窒摘要●r■Jn，动态目标跟踪一直是航

17、空、航天、武器制导与控制系统的重要组成部分，它的精确定位实时跟踪，可有效地提高系统的智能控制效率。目标跟踪系统中，跟踪控制平台的同步控制、目标检测与识别处理是整个控制核心，它制约系统的稳定性。由于环境的多变性、目标的多样性使得各类动态目标的跟踪不是唯一的，都存在着不可预测的难点，特别是远程动态目标动态参数特征的变化，其存在着目标运动的加速、减速、背景环境变化、装载平台不一致等状态，使得远程动态目标跟踪也带来一定的困难，本文基于此背景研究一种基于动态的目标实时跟踪检测方法，为远程目标信息获取与智能控制、故障诊断等提供数据分析依据，本文主要的研究工作

18、与创新点如下：研究目标跟踪控制方法与控制原理，按照预定路径、目标、控制转台之间的关系，建立动态目标和控制平台的几何模型；根据跟踪路径上目标理论速度，推导出目标在整个路径上各位移量与控制转台转角控制偏移量的函数关系，利用光学系统的空间几何特性，获得整个路径中的不同时刻的动态目标图像，结合计算式确定目标位置，达到实时监控与跟踪目标的目的。针对目标跟踪检测，提出了改进的MeanShift目标跟踪算法，结合采集到的目标图像，验证改进算法的正确性，该算法克服了传统MeanShift：跟踪方法在目标对比度比较差的情况下的影响；为提高目标检测效率，研究利用小波

19、变换对目标图像预处理，多尺度自适应阈值快速算法提取边缘特征：提出了小波包变换的高阶统计量目标检测方法，分析高阶统计量的判别准则，研究与改进小波包变换的算法在路径动态目标跟踪的应用。根据运动目标特性与获取的目标图像，研究动态目标图像处理技术。利用Butterworth低通滤波、中值滤波、邻域平均法、维纳滤波等对跟踪路径热辐射红外目标图像进行预处理分析，通过预处理效果确定了中值滤波更能满足系统要求；研究了目标与背景分离技术：利用最大类间方差法对动态成像的目标图像进行分割处理；研究了采用Roberts边缘检测算子、Prewitt边缘检测算子、Sobel

20、边缘检测算子、canny边缘检测算子对红外目标图像边缘识别与提取，通过处理结果对比发现canny边缘检测算子具有良好的单边缘特性，背景噪声影响较小，有利于复杂环境目标的识别与处理。结合跟踪系统特性，在图像识别处理的基础上，研究改进的差图像法对动态目标的连续图像处理。研究目标特性，并基于目标跟踪平台，按照目标滑行参数，并结合目标飞行理论速摘要博士论文度，分析跟踪转台的转动参数与目标跟踪定位关系；研究跟踪转台的控制算法，分析动态目标跟踪的影响因素；结合跟踪平台的数据传输要求，对无线传感器网络的传输可靠度和能量效率进行了分析研究，通过计算与仿真表明，网

21、络编码可以提高数据传输的可靠度，最优节点间距方案能够均衡网络负载、降低节点能量消耗，并且最优节点间距方案与网络编码方案结合后能够有效的提高传输的成功率和降低节点的能量消耗；通过采集的序列图像处理分析和实测角度与理论控制角度、实测速度与理论速度差值验证改进算法。关键词：目标跟踪，路径，目标检测，目标识别，图像处理n测处理技术研究AbstractDynamictargettrackinghasbeentheimportantcomposingoftheaviation,spaceflight,weaponsguidanceandcontrolsyst

22、em，itspreciselocationtrackingeffectCaneffectivelyimprovetheintellige