[发明专利]基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法

权利要求书

1.基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.根据用户选择的目标点获取初始填充框；

b.获取初始填充框的边缘响应图；

c.以目标点为中心点，当中心点在一定范围内滑动时，令初始填充框跟随中心点滑动，并且进行尺度缩放，产生N个窗口；

d.基于用户选择的目标点对产生的N个窗口进行筛选；

e.利用边缘响应图，对筛选过后的窗口进行基于轮廓密度的评分，选取评分最高的窗口作为最优的目标跟踪框；

步骤c具体包括：

c1.以目标点(x₀,y₀)为中心，产生一个中心点滑动范围框，其高度和宽度分别为α×h_p和α×w_p，通过此范围框，将中心点的滑动限制在此范围内；

c2.以该范围框的左上角顶点为原点，开始做步长为(Δx,Δy)的中心点滑动，填充框在跟随中心点的滑动而滑动的同时，进行窗口大小缩放：

设高度缩放因子为scaleh，其为(1×n)的向量，宽度缩放因子为scalew，其为(1×m)的向量，那么每次中心点移动时，都会产生(n×m)个大小不同的窗口，中心点在整个滑动范围框上滑动后，将会产生N个窗口：

其中：

α是滑动窗口占初始框的比例系数；

Δx是滑动窗口x方向的偏移量；

Δy是滑动窗口y方向的偏移量；

m是滑动窗口宽度方向的缩放次数；

n是滑动窗口高度方向的缩放次数；

round()是一个计算浮点数四舍五入的函数。

2.如权利要求1所述的基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，步骤a中，用户通过点击拍摄图像上的位于目标物体上的点的方式选择目标点，从而获取初始填充框。

3.如权利要求1所述的基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，步骤a中，设镜头拍摄得到的图像尺寸高宽分别为h_o和w_o，用户选取的目标点为(x₀,y₀)，记初始填充框的高度和宽度为h_p和w_p，其中心坐标位置为(x_p,y_p)，则有：

其中r和k均为常数，根据空间先验知识及实际应用场景人为设定：

若无人机飞行越高，图像中目标越小，则r和k设定为越小的值；

若无人机离目标越近，图像中目标越大，则r和k设定为越大的值。

4.如权利要求3所述的基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，步骤b中，利用基于结构化随机森林的边缘响应，获得初始填充框的边缘响应图。

5.如权利要求4所述的基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，步骤d中，所述基于用户选择的目标点对产生的N个窗口进行筛选的方法为：如果用户选择的目标点位于窗口内，则保留该窗口，否则将其剔除。

6.如权利要求5所述的基于计算机视觉的点生成无人机目标初始跟踪框的方法，其特征在于，步骤e具体包括：

e1.在筛选之后的剩余窗口中对每一个窗口内的轮廓进行计数：

设窗口内的总轮廓数为Q，其中跨越初始填充框四条边界的轮廓数量为W,则完全闭合在窗口内的轮廓数量为I＝Q-W；

e2.对每一个窗口进行基于轮廓密度的评分，评分规则如下：

其中s为窗口评分，L为窗口的周长；

e3.选取评分最高的窗口作为最优的目标跟踪框。