基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法，具体包括如下步骤：步骤1，选取目标，获取目标中心点坐标

【技术实现步骤摘要】
基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法
本专利技术属于视觉目标跟踪
，涉及一种基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法。
技术介绍
近年来，视觉跟踪已经成为人工智能、模式识别、计算机图形学、计算机视觉和数字图像处理等领域的主要研究工作之一。目前，国内外各类目标跟踪算法中，基于粒子滤波框架的跟踪算法是使用最多也是跟踪效果最好的。所谓粒子滤波是指：通过寻找一组在状态空间中传播的随机样本来近似的表示概率密度函数，用样本均值代替积分运算，进而获得系统状态的最小方差估计的过程，这些样本被形象的称为“粒子”，故而称为粒子滤波。粒子滤波(ParticleFilter)的思想基于蒙特卡洛方法(MC)，它是利用粒子集来表示概率，可以用在任何形式的状态空间模型上。其核心思想是通过从后验概率中抽取的随机状态粒子来表达其分布。普通摄像机的成像范围只有90°左右，视野范围依然很小，缺乏获取大量信息的能力。近几年来，为了弥补普通相机的缺陷，全景成像系统逐渐进入了我们的视野当中。学者们利用一个普通CCD摄像机和一个曲面折反射镜搭建出折反射全景成像系统。反射镜的类型分为：抛物面反射镜(参见图1(a))、双曲面反本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，初始化参数，读取第一帧图像，选取目标并用矩形框框选目标，获取目标中心点坐标

【技术特征摘要】
1.基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，初始化参数，读取第一帧图像，选取目标并用矩形框框选目标，获取目标中心点坐标并跟踪矩形框的长和宽上所占有的像素点的个数k1、k2；步骤2，将步骤1获取的目标中心点图像坐标由全景图像坐标系映射到单位球面坐标系得到角度坐标(θ,φ)；步骤3，根据步骤2得到的角度坐标(θ,φ)统计目标模版的颜色直方图信息；步骤4，用粒子滤波方法跟踪更新目标状态向量得到新的目标状态向量获得最优粒子的角度坐标(θ',φ')；步骤5：将步骤4更新后得到的最优粒子的角度坐标(θ',φ')映射到图像坐标系得到步骤6：显示跟踪结果；步骤7：读取视频下一帧图像；步骤8：更新步骤2中的坐标点即用步骤5最终得到的坐标点的坐标参数替换中的坐标参数；步骤9：重复步骤2到步骤8直到视频结束帧。2.根据权利要求1所述的基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：步骤1.1，设定粒子数为N，定义单位球面为Xs＝(cos(φ)sinθ,sin(φ)cos(θ),cos(φ))T，其中，φ∈[0,π],θ∈[0,2π]，φ、θ分别表示球面坐标的纬度和经度，设目标状态向量为其中和分别表示球面坐标的纬度φ和经度θ的导数；步骤1.2，通过如下公式(1)获取摄像机内参数矩阵Kc：其中，fx,fy分别表示在笛卡尔坐标下X轴和Y轴方向下的等效焦距，cx,cy分别表示物理世界一点投影到成像平面在横向和纵向上产生的偏移量；步骤1.3，读入视频，读取视频的第一帧图像，在视频起始帧图像中手动选取跟踪目标，获取目标中心点图像坐标获取跟踪矩形框的长和宽上所占有的像素点的个数k1、k2。3.根据权利要求1所述的基于单位球面坐标映射的全景目标跟踪方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程如下：步骤2.1，根据步骤1中得到的全景图像平面上的目标中心点图像坐标通过如下公式(2)求目标中心点映射为单位球面上的一点设一中间变量由如下公式(3)得：通过如下公式(4)求Hc：Hc＝KcMcRc(4)；其中，Rc为3×3旋转矩阵，对于抛物镜面，Rc为单位矩阵，Mc...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙，潘亚峰，冯宇辰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61