[发明专利]融合深度信息的长期目标跟踪方法及系统

权利要求书

1.融合深度信息的长期目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、初始化位置相关滤波器、尺度相关滤波器和预测目标深度模型；

步骤2、采用激光测距仪测量当前帧目标深度信息；

步骤3、根据当前帧目标深度信息，基于CA模型，预测下一帧目标深度；

步骤4、根据输入的新一帧图像，利用位置相关滤波器、尺度相关滤波器对目标位置和目标尺度进行预估；

步骤5、根据步骤3预测到的目标深度，构建目标置信度判别式，对位置滤波器的输出进行判别，根据判别结果确定目标位置；

步骤6、基于预测到的目标深度，构建自适应尺度因子，确定目标尺度；

步骤7、根据步骤5及步骤6分别确定的目标位置和尺度，图像采集装置重新对准目标，获取新一帧图像；

步骤8、重复步骤2至步骤7，直至完成目标跟踪。

2.如权利要求1所述的融合深度信息的长期目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

设定激光测距仪量测频率高于目标运动状态变化频率，则在一个量测周期内，目标运动状态的三阶常加速CA模型为：

其中，ω(k)是均值为零，方差为的高斯白噪声；

以T为周期量测目标的深度信息和云台姿态角，包括俯仰角γ_k和偏航角θ_k，利用几何关系与运动方程计算目标于k时刻的运动状态A(k)：

将离散坐标点组合，得到目标路径序列S(k)∈S₁,…,S_k；

将式(2)中的A(k)代入式(1)中，预测下一时刻目标运动状态A(k+1)，最终计算得下一时刻目标的距离D_pred，

3.如权利要求1所述的融合深度信息的长期目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤5中，根据预设的目标位置置信度阈值，对步骤4预估的目标位置可靠性进行判别，确定是否更新目标或修正预测位置具体为：

当目标前出现遮挡时，激光测距仪输出的深度是遮挡物的深度d₂，d₂与目标深度d₁相比，存在突变值δ_d＝d₂-d₁；

根据预设的目标位置置信度阈值δ_max，若δ_d＞δ_max，即突变值大于阈值，则视为目标被遮挡干扰，不更新目标并利用CA模型预测的目标位置进行位置修正；反之则根据位置相关滤波器最大响应更新目标。

4.如权利要求3所述的融合深度信息的长期目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

采用加速度和激光测距仪噪声因子Q_sensor动态调整置信阈值δ_max，记目标在k时刻x,y,z方向的加速度分别为动态调整阈值δ_max为：

5.如权利要求2所述的融合深度信息的长期目标跟踪方法，其特征在于，步骤S6具体为：

利用预测目标深度计算自适应尺度因子，与k时刻目标尺度相乘，得k+1时刻预测目标尺度s_pred，而在目标中心位置，提取17个尺度样本{s_-8…s₀…s₈}，对尺度样本相关滤波后，找到令滤波器响应最大的尺度s_max，该尺度即为目标尺度。