[发明专利]用于跟踪冰排轨迹的方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种用于跟踪冰排轨迹的方法，特别是用于一种利用图像处理的方法 进行破碎冰排跟踪，从而获取用于跟踪冰排轨迹的方法。

背景技术

在跟踪冰排运动轨迹时，需要根据相机采集的连续两帧图像，来跟踪冰排的运动轨 迹。但是对于冰排破碎的情况，一个目标裂变成多个目标，会导致目标匹配错误，从而目 标会跟踪错误。目前国内尚没有针对该现象的处理方法。

大的冰排在顺流漂移的过程中，会对海上、湖上或河流中的固定物造成一定的损坏， 但是大的冰排其形状不固定，会随着漂移的过程逐渐破碎，为了加固海上、湖上或河流 中的固定物，要求密切关注漂移过程中冰排的轨迹。

发明内容

本申请的发明目的在于提供一种用于跟踪冰排轨迹的方法，该方法可以在冰排运动 过程中，判断冰排是否破碎，并且在破碎的情况下，确定破碎后的小块冰排，并跟踪，最终 得到较好的冰排运动轨迹。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的用于跟踪冰排轨迹的方法，它包括：以下步骤：

(1)用高频相机连续拍摄冰排区域，得到若干个图像；

(2)用背景差分法处理上述若干个图像，提取要跟踪的目标冰排；

(3)在n和n+1两帧的图像中，利用粒子追踪测速匹配算法将n和n+1两帧图像中的 目标冰排进行匹配，得到相应的目标冰排；

(4)计算在n帧图像中目标冰排的面积和在n+1帧图像中目标冰排的面积，如果n+1 帧图像中的目标冰排的面积小于n帧图像中目标冰排的面积，则目标冰排破碎，进入步 骤(5)；如果n+1帧图像中的目标冰排的面积等于n帧图像中目标冰排的面积，则目标 冰排没有破碎，返回步骤(2)，这时，n＝n+1，继续进行n帧图像与n+1帧图像中的目标 冰排的匹配；

(5)判断n+1帧图像中目标冰排周围有无其他冰排，通过扩大目标冰排周围的 面积，将相邻近的其他冰排与目标冰排连接在一起，扩大目标冰排周围的面积与目标冰 排面积之比为膨胀系数，计算目标冰排与其他冰排的总面积，如果n+1帧图像中的上述 总面积等于或小于n帧图像中的目标冰排面积，则认为n+1帧图像中的上述总面积没有 包含n帧图像中目标冰排之外的冰排；如果n+1帧图像中的上述总面积大于n帧图像中 的目标冰排面积，则减小膨胀系数，这样获取的临近的其他冰排变少，上述总面积变小， 直到n+1帧图像中上述总面积等于或小于n帧图像中的目标冰排面积为至；

(6)将步骤(5)中的目标冰排和其他冰排重新认定为目标冰排，重复步骤(3)， 直到目标冰排的面积小于设定的阈值为止；

(7)根据步骤(4)至(6)得到的目标冰排，画出目标冰排的轨迹。

本发明的用于跟踪冰排轨迹的方法，其中：所述膨胀系数的取值范围为1-2之间；

本发明的用于跟踪冰排轨迹的方法，其中：在步骤(3)中，利用粒子追踪测速匹 配算法是以n帧图像中的目标冰排中心点坐标为圆心，在n+1图像中寻找与n帧图像中 的目标冰排中心点距离最近的冰排，如果与n帧图像中目标冰排距离最近，则认为n+1 帧图像中的冰排与n帧图像中的目标冰排匹配，否则为不匹配；

本发明的用于跟踪冰排轨迹的方法，其中：所述背景差分法是用与目标冰排的颜色 有明显色差的图像作背景，来提取目标冰排的方法；

本发明的用于跟踪冰排轨迹的方法，其中：所述步骤(6)中的设定的阈值为10× 10像素。

本发明解决了漂流在海上、湖上或河流中的冰排没有跟踪数据的问题，在该方案中 可以判断冰排是否破碎，如果破碎了，确定破碎的小块冰排，并跟踪破碎的小块冰排，为 冰排对海上、湖上或河流中的水工建筑物损坏程度研究提供了依据。

附图说明

图1为在n帧中，用高频相机拍摄要跟踪目标冰排示意图；

图2为在n帧中，用背景差分法处理的图1的示意图；

图3为在n+1帧中，用高频相机拍摄要跟踪目标冰排示意图；

图4为在n+1帧中，用背景差分法处理的图3的示意图；

图5为目标冰排1和其他冰排2膨胀后的形状的示意图；

图6为本发明的冰排轨迹示意图，为了方便起见，该图只画出了一部分冰排轨迹。