基于粒子濾波的紅外目標(biāo)跟蹤方法研究.pdf

1、紅外成像制導(dǎo)是一種智能型的精確制導(dǎo)技術(shù)，它利用目標(biāo)與背景之間的紅外輻射差異獲取圖像，通過(guò)高速信息處理機(jī)對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，是一種有效的制導(dǎo)手段。紅外圖像目標(biāo)跟蹤技術(shù)是紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，隨著現(xiàn)代高技術(shù)條件下戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗的日趨激烈，能夠在復(fù)雜的自然背景和干擾條件下對(duì)紅外目標(biāo)進(jìn)行精確跟蹤成為紅外制導(dǎo)武器面臨的重大挑戰(zhàn)之一。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要研究了基于粒子濾波及其改進(jìn)算法的紅外目標(biāo)跟蹤方法。首先介紹了目標(biāo)跟蹤前

2、預(yù)處理，主要包括圖像增強(qiáng)、降噪濾波方法以及目標(biāo)分割檢測(cè)，并利用紅外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)圖像預(yù)處理和常用目標(biāo)分割方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析與比較。其次，介紹了粒子濾波和均值漂移算法，并針對(duì)粒子濾波算法跟蹤精度受粒子數(shù)影響的問(wèn)題，提出了一種基于均值漂移(Mean shift)與粒子濾波相結(jié)合的紅外目標(biāo)跟蹤改進(jìn)算法。其在粒子濾波對(duì)目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)后，采用均值漂移對(duì)估計(jì)值優(yōu)化，相比傳統(tǒng)的結(jié)合方式，在不降低跟蹤精度的前提下，減少了計(jì)算量。同時(shí)，引入抗遮擋策略，在目標(biāo)被遮

3、擋時(shí)擴(kuò)大搜索范圍，確保了對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)健跟蹤。最后，針對(duì)粒子退化及貧化問(wèn)題，采用擬蒙特卡洛高斯粒子濾波(QMC-GPF)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。在算法中，省略重采樣步驟，不僅避免了粒子退化，又降低了運(yùn)算量。為了進(jìn)一步提高目標(biāo)的描述能力，充分融合目標(biāo)的灰度及梯度等空間特征，引入Sigma集對(duì)目標(biāo)進(jìn)行特征建模，提出了一種基于Sigma集特征描述的擬蒙特卡洛高斯粒子濾波紅外目標(biāo)跟蹤算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在跟蹤精度上較傳統(tǒng)的粒子濾波算法有較大的提高，并