飞船返回舱红外跟踪.pdf

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1、第31卷第3期2012年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．31No．3Jun．2012飞船返回舱红外跟踪’杨彦伟，祝新山(63788部队·陕西渭南·714000)摘要：提出一种联合大底检测的政进的Mean-Shift(均值移位)算法，将其应用于返回舱红外跟踪。新算法采用非均匀量化加权直方图构造目标特征矢量，以提高目标描述的准确性。为避免跟踪到大底上去，使用“滑窗式”大底检测算法实时修正Mean-Shift跟踪坐标。通过对飞船返回实况判读验证，提出的新算法处理速度达到

2、20帧／s以上，并且能够可靠和准确地跟踪返回舱。关键词：飞船返回舱；均值移位；红外图像；大底检测中圈分类号：V556．5；TP751．2文献标志码：A文章编号：1674—5620(2012)03—0031—04InfraredTrackingoftheReturnModuleofaSpaceshipYANGYanwei，ZHUXinshan(PLAUnit63788．Weinan，ShaanxiProvince714000)Abstract：AnimprovedMean-Shiftalgorithmcombiningbig

3、bottomdetectionisusedtotrackthereturnmoduleofaspaceship．Toincreasetheaccuracyofobjectrepresentation，anewobjectrepresentationmodelissetupbynon-uni—formquantifyingofthegrayvalueoftheobjectregion．TopreventtheMeanShiftalgorithmfromtrackingthebigbottommistakenly，anewbi

4、gbottomdetectionalgorithmisproposedanditisusedtocorrectthecomputedobjectsiteinaninfraredimageinreal—time．Experimentalresultsindicatethatasmanyas20framesofimagesarehandledinasecondandthealgorithmiscapableenoughtotrackthereturnmodule．Keywqrds：returnmoduleofaspaceshi

5、p；MeanShift；infrared(1R)image；detectionofthebigbottom0引言目标跟踪是机器视觉的一个重要研究方向，广泛应用于视频监控、运动分析、军事国防等众多领域。红外探测对雾、云具有较好的穿透能力，相比可见光目标探测，其作用距离远，但缺点是：红外图像颜色单一，背景噪声强。Mean—Shift(均值移位)跟踪算法[】4]因对部分遮蔽不敏感以及实时性强等优点而受到普遍关注。它利用颜色特征在序列图像中对目标进行搜索和定位。因此，主要应用于近距离可见光目标跟踪。但是，目前仍有较多的文献将均值移

6、位算法应用于红外目标跟踪[3⋯，它们一般都是通过改进原有的目标表征方法或采用多特征融合的目标表征方法抑制红外背景噪声对目标识别与定位的干扰。虽然上述文献提到的算法在一定应用环境下取得了较好的跟踪效果，但它们都没有提到该如何处理目标发生相似体分离时的情况。然而，相似体分离这个问题在返回舱跟踪中是必须要考虑和解决的。返回舱再入大气层与大气摩擦变成炽热体，它在红外图像中对比度很强，且轮廓清晰；而Mean-Shift算法计算复杂度低，实时性好。综合上述情况，本文试图将Mean—Shift算法应用于返回舱红外跟踪。但是，Mean—S

7、hift算法是基于近距离可见光目标跟踪提出的，若将其直接用于颜色单一的红外图像跟踪，背景噪声是影响其跟踪性能的关键因素。为了克服噪声影响，先对图像采用伽马变换，不仅可以抑制噪声，而且使得目标与背景基本分离；炽热的返回舱灰度值主要集中在255附近，使用非均匀量化加权直方图改进原有的目标表征模型，提高了目标识别的准确性。当返回舱抛大底时，一般的模板匹配算法都容易跟踪到大底上去，导致目标丢失。·收稿日期：2012一02—10}修回日期：2012—02—24；网络出版时同；2012—06—1815：40；34网络出版地址：http

8、：／／WWW．cnki．net／kcms／detail／11．4230．TV．20120618．1540．001．html第一作者简介：杨彦伟(1974一)，男．项士研究生．工程坤，主要从事信号与信息处理研究；E-mail：yangyw05@126．C01飞行器测控学报第31卷提出一种“滑窗式”大底检测