基于弹道相机的多目标弹道分离方法研究-论文.pdf

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1、·应用与研究·兵器试验2014．3基于弹道相机的多目标弹道分离方法研究梁君邵煜辉毛勇军孙兆友(白城兵器试验中心，白城，137001)摘要传统弹道分离法在遇到多目标重合、粘连以及噪声干扰时，往往出现判断失误现象。针对这一情况，提出了代价函数寻迹法和同名轨迹判断法，并用这两种方法同时对多目标进行弹道分离，在分离的过程中，两种方法相互结合又相互制约，提高了多目标弹道分离的准确性。关键词多目标轨迹分离代价函数轨迹分离法同名轨迹分离法相邻帧间运动目标的变化，利用特征值计算代价0引言函数值，求出当前帧中运动目标在下一帧中的对空间运

2、行的多目标轨迹，在二维成像平面上，应后继目标，建立关联关系，同时更新已被跟踪往往会出现目标重合、粘连等情况，同时，由于运动目标的“目标链”。伪点和噪声点的影响，给弹道分离提出了难题。把待跟踪目标与下一帧每个目标进行统计分传统的弹道分离方法以帧间目标偏移量最小为原析，根据以下原则判断帧间同一目标。质心距离则进行弹道分离，这种方法存在如下缺陷：最小的两个目标，可能是同一个目标；灰度变化(1)当多目标重合或粘连时，不能完全提取最小的目标，可能是同一个目标；面积变化最小出所有弹点的像面坐标；的目标，可能是同一个目标；倾角变化最

3、小的目(2)在判断的过程中伪点会被认为是有效弹标，可能是同一个目标。以上原则可以用代价函点，往往加入寻迹行列参与寻迹计算，导致弹道数F(i，．『)表示寻迹出错，从而分离出错误的弹道；F(i，-『)=D(i，．『)+／31(i，)(3)当噪声点多时，假目标剔除的工作量+(i，)+AL(i，)(1)大，为了降低噪声点数量，不得不提高判断目标式中D(，)——第帧上第i个目标与第K灰度阈值的下限，这样会丢失部分像点，降低数+1帧上第_『个目标质心距离的大小；据提取的准确率。r，(i，)——平均灰度的变化程度；A(i，)——目标

4、面积变化程度；1改进后的弹道分离方法⋯(i，J．)——目标倾角变化程度。针对传统弹道分离方法在实际应用中出现的代价函数值越小，两个目标有对应关系的可一系列问题，本文提出了代价函数寻迹法和同名能性就越大。其中、JB、A为经验值，4个值轨迹判断法，两种方法同时进行弹道分离，在分之和为1。根据第K帧上第i个目标的特征值作为离过程中两种方法互为约束条件，大大提高了多预测值，计算出查找区域，然后在第K+1帧预目标弹道分离的准确率。该方法利用各个目标在测区域内搜索，依次计算目标i与+1帧搜索区运行过程中具有空间相关性和时间相关性这

5、一特域中各个目标的代价函数值，找出最小值，则说点，根据同一目标在帧与帧之间测量数据的对应明目标是i的后继，更新K+1帧目标的特征值的关系，进行弹道分离。代价函数作为下一帧查找的预测值。如此形成一改进后的单站弹道分离分为两步：首先根据条代价函数轨迹。代价函数值寻迹，形成代价函数轨迹，其次用同1．2同名轨迹分离法名点轨迹作为代价函数轨迹的约束条件进行弹道要想得到同名轨迹必须首先判断同名点。同名分离，两种方法相互合作又相互制约。点是同一目标点于同一时刻在不同测量站的像面上1．1代价函数轨迹分离法所成的像点。同名点所组成的弹道

6、轨迹为同名轨迹。代价函数轨迹分离法，利用已知的图像目标1．2．1同名点判断运动信息，推算下一帧中目标的运动范围。针对根据同一目标点的两条投影线在理论上相交·】0·兵器试验2014—3·应用与研究·的原则，利用两条投影线的共垂线长度作为判据，站CCD像面中的某个弹点D：与站CCD像面中进行弹道的站问匹配，具有匹配关系的两个点为某个弹点0来自空间的同一目标时，处于共垂同名点，判断出同名点的同时，可以得到同名点线上的空间两点与之间距离最短。而对于的角度量，即方位角度和高低角度。来自不同目标的测量值，即使它们在第k帧中基如图1

7、所示，根据D与D像面坐标利用测于A站和基于B站的坐标相距较近，将多帧的同角公式分别求得D：相对于的方位角A和高名点按照时间序列连接成同名轨迹，同名轨迹上低角E，D相对于目标的方位角为A。和高可能会有个别像点的异面直线间距离较大，但大低角E，以点0：为坐标原点构成空间射线多数对应像点间的距离较小；而非同名轨迹上尽0；，以o点为坐标原点构成空间射线D，管可能会有个别像点的异面直线间最短距离较小，根据，0点的像面坐标，可以得到点，M但大多数对应点间的距离必定较大，因而非同名坐标解算公式，根据异面直线最短距离可以判断，轨迹的异

8、面间平均距离必然相对较大；个别在空间相关性上异常的像点会被大多数与其有着时间相在异面直线o；与0共垂线上，由此判关，且在空间相关性上正常的像点约束，其异常值断出0；与o为同名点。Y带来的影响也由于被大多数正常值平均而大大降低。选择好同名点后就可以判断同名轨迹。1．2．2同名轨迹判断一。／如图2所示，站有m。个目标弹道，n帧采样图像