專利名稱：一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種目標(biāo)軌跡探測方法，具體涉及一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法。
背景技術(shù)：
紅外目標(biāo)檢測的作用是在背景雜波中確定是否存在目標(biāo)，并將目標(biāo)定位。對于導(dǎo)彈尾焰、噴氣式飛機(jī)等高速運動的紅外目標(biāo)，不僅需要將其檢測出來，還需要確定其運動軌跡。目標(biāo)軌跡探測算法主要分為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和基于模板驅(qū)動兩種方式。常用的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的算法大部分基于貝葉斯濾波理論，其中以卡爾曼濾波方法最為實用；基于模板驅(qū)動的算法有基于多特征核密度估計的Mean-Shift算法等，能夠達(dá)到比較高的精度，但是算法結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜?；诳柭鼮V波的目標(biāo)軌跡探測算法是一種在時域內(nèi)采用狀態(tài)空間法的最優(yōu)估計算法，基于均方差最小原則遞歸的過程適合于硬件迭代處理。但是由于其中涉及矩陣的求逆運算，采用FPGA來實現(xiàn)存在很大困難，而目前基于C語言的DSP處理器采用順序執(zhí)行的方式，可以簡化地實現(xiàn)卡爾曼濾波的復(fù)雜遞推過程，也能保證一定的運行速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法，采用 Top-hat灰度形態(tài)學(xué)濾波算法對每一幅紅外圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測，通過提取質(zhì)心的方式定位目標(biāo)，將目標(biāo)定位量輸入由DSP實現(xiàn)的卡爾曼濾波軌跡探測模塊，通過卡爾曼濾波后將目標(biāo)定位量的最佳濾波值回傳至FPGA，與背景抑制后的圖像一起由USB接口傳送至上位機(jī)。本發(fā)明中目標(biāo)檢測的方案為采用腐蝕運算f b剔除小于結(jié)構(gòu)元素b(x'，y') 的物體，采用膨脹運算/ W真補(bǔ)物體中的空洞。
權(quán)利要求
1.一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法，其特征在于包括以下步驟51、將紅外相機(jī)輸出的串行圖像數(shù)據(jù)按每11行進(jìn)行開運算
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法，其特征在于所述的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法由信息處理板、帶有USB采集軟件的上位機(jī)構(gòu)成的硬件平臺實現(xiàn)，其中所述的信息處理板由FPGA和DSP構(gòu)成，F(xiàn)PGA中固化目標(biāo)檢測模塊，DSP外擴(kuò)的FLASH 中固化卡爾曼濾波模塊，信息處理板上電后自動加載到DSP中；所述的上位機(jī)中的USB采集軟件實時采集USB傳輸至上位機(jī)的目標(biāo)檢測背景抑制后的圖像和目標(biāo)經(jīng)過卡爾曼濾波后的定位坐標(biāo)，并繪制目標(biāo)軌跡曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于卡爾曼濾波的紅外目標(biāo)實時軌跡探測方法。采用Top-hat灰度形態(tài)學(xué)濾波算法對每一幅紅外圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測，通過提取質(zhì)心的方式定位目標(biāo)，將目標(biāo)定位量輸入由DSP實現(xiàn)的卡爾曼濾波軌跡探測模塊，通過卡爾曼濾波后將目標(biāo)定位量的最佳濾波值回傳至FPGA，與背景抑制后的圖像一起由USB傳送至上位機(jī)。采用FPGA和DSP協(xié)同處理的方式，利用FPGA硬件實現(xiàn)的高速性和DSP易于實現(xiàn)復(fù)雜算法的優(yōu)勢，實現(xiàn)了紅外目標(biāo)軌跡探測的實時性和精準(zhǔn)性。
文檔編號G06K9/00GK102254158SQ201110188879
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者吳泳澎, 林長青, 趙明, 雍朝良 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所