本文關(guān)鍵詞：激光成像雷達(dá)特征相關(guān)跟蹤算法研究

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【摘要】：目標(biāo)跟蹤算法是激光雷達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。條紋管激光雷達(dá)是一種新體制的激光雷達(dá),既能夠獲取目標(biāo)的距離像,也能夠獲取目標(biāo)的強(qiáng)度像。本文針對(duì)條紋管激光雷達(dá)距離像和強(qiáng)度像的特點(diǎn),研究相關(guān)跟蹤算法在激光雷達(dá)成像跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用,試圖找出一種適用于激光雷達(dá)圖像跟蹤的相關(guān)跟蹤算法。相關(guān)跟蹤算法與普通的跟蹤算法相比,抗干擾性能強(qiáng),魯棒性好,能夠在復(fù)雜背景條件下完成圖像的穩(wěn)定跟蹤。而特征相關(guān)跟蹤算法僅僅針對(duì)圖像中目標(biāo)的特征信息,與普通相關(guān)跟蹤算法相比,計(jì)算量減小,運(yùn)算速度快,跟蹤更加穩(wěn)定。本文主要分為三個(gè)部分:特征相關(guān)跟蹤算法研究、仿真激光雷達(dá)圖像特征相關(guān)算法跟蹤實(shí)驗(yàn)以及真實(shí)激光雷達(dá)圖像特征相關(guān)算法跟蹤實(shí)驗(yàn)。第一部分,對(duì)傳統(tǒng)的相關(guān)跟蹤算法進(jìn)行分析,對(duì)圖像跟蹤中的常見特征點(diǎn)進(jìn)行了介紹,并且針對(duì)相關(guān)跟蹤算法中的三個(gè)關(guān)鍵部分——匹配度量方法、模板更新策略以及搜索策略進(jìn)行了詳細(xì)介紹。第二部分,利用仿真軟件獲取激光雷達(dá)連續(xù)幀圖像,最大限度的模擬由空中平臺(tái)獲取地面目標(biāo)的激光雷達(dá)圖像。然后對(duì)圖像進(jìn)行特征相關(guān)算法跟蹤實(shí)驗(yàn),分別采用SUSAN角點(diǎn)和邊緣特征兩種特征相關(guān)跟蹤算法,通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇跟蹤效果較好的算法。然后對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選擇最優(yōu)的模板尺寸,采用更為有效的相關(guān)度量方法,完成對(duì)仿真激光雷達(dá)圖像的特征相關(guān)跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了改進(jìn)后的特征相關(guān)跟蹤算法使跟蹤誤差達(dá)到了較低的水平。最后一部分,通過條紋管激光雷達(dá)獲取真實(shí)的激光雷達(dá)圖像,對(duì)圖像進(jìn)行插值放大和等尺寸裁剪,得到連續(xù)幀激光雷達(dá)圖像。利用第二部分得到的特征相關(guān)跟蹤算法分別對(duì)真實(shí)圖像的距離像和強(qiáng)度像進(jìn)行跟蹤,并且充分利用激光雷達(dá)的距離像中的距離信息對(duì)圖像進(jìn)行特征相關(guān)跟蹤,融合對(duì)強(qiáng)度像的跟蹤結(jié)果完成對(duì)真實(shí)圖像的跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明邊緣特征相關(guān)跟蹤算法能夠很好地適用于激光雷達(dá)圖像的跟蹤,且跟蹤精度較好。
【關(guān)鍵詞】：條紋管激光雷達(dá) 特征相關(guān) 距離像
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 條紋管激光雷達(dá)成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 圖像特征相關(guān)跟蹤算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本論文主要開展的工作11-13
• 第2章 圖像特征相關(guān)跟蹤算法理論13-28
• 2.1 圖像跟蹤方法介紹13-15
• 2.2 圖像特征點(diǎn)介紹15-19
• 2.2.1 SUSAN角點(diǎn)法16-17
• 2.2.2 Canny邊緣17-19
• 2.3 相關(guān)跟蹤算法分析19-26
• 2.3.1 相關(guān)跟蹤算法原理19-20
• 2.3.2 相關(guān)跟蹤算法度量方法20-22
• 2.3.3 相關(guān)跟蹤算法模板更新策略22-24
• 2.3.4 相關(guān)跟蹤算法搜索策略24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 激光雷達(dá)仿真圖像特征相關(guān)跟蹤實(shí)驗(yàn)28-47
• 3.1 仿真圖像的獲取28-29
• 3.2 構(gòu)建特征相關(guān)跟蹤算法的基本流程29-30
• 3.3 采用SUSAN角點(diǎn)特征對(duì)激光雷達(dá)模擬仿真圖像的跟蹤實(shí)驗(yàn)30-35
• 3.3.1 基本步驟31-33
• 3.3.2 跟蹤結(jié)果33-34
• 3.3.3 結(jié)果分析34-35
• 3.4 采用邊緣特征對(duì)激光雷達(dá)模擬仿真圖像的跟蹤實(shí)驗(yàn)35-39
• 3.4.1 基本步驟36-37
• 3.4.2 跟蹤結(jié)果37-38
• 3.4.3 結(jié)果分析38-39
• 3.5 改進(jìn)邊緣特征算法跟蹤實(shí)驗(yàn)39-45
• 3.5.1 基本步驟40-42
• 3.5.2 模板圖像尺寸的最優(yōu)化選擇42-43
• 3.5.3 跟蹤結(jié)果43-44
• 3.5.4 結(jié)果分析44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 第4章 激光雷達(dá)真實(shí)圖像跟蹤實(shí)驗(yàn)47-55
• 4.1 條紋管激光雷達(dá)成像47-49
• 4.1.1 條紋管激光雷達(dá)原理47
• 4.1.2 成像實(shí)驗(yàn)47-49
• 4.2 采用改進(jìn)邊緣特征相關(guān)跟蹤算法跟蹤實(shí)驗(yàn)49-53
• 4.2.1 圖像預(yù)處理49-50
• 4.2.2 模板與波門尺寸的最優(yōu)化選擇50-52
• 4.2.3 對(duì)距離像的跟蹤實(shí)驗(yàn)52
• 4.2.4 對(duì)強(qiáng)度像的跟蹤實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.2.5 結(jié)果分析53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張鵬,盧廣山,王合龍,田青;基于三步搜索法的特征相關(guān)目標(biāo)跟蹤算法[J];電光與控制;2004年04期

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3 劉倩;閆宇壯;黃新生;;基于邊緣特征的亞像素相關(guān)匹配跟蹤算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年15期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳龍寶;激光成像雷達(dá)目標(biāo)跟蹤算法研究及跟蹤控制電路開發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：617421