一种目标跟踪算法及系统、存储介质、电子设备技术方案

本发明专利技术公开一种目标跟踪算法及系统、存储介质、电子设备，所述目标跟踪算法应用于目标跟踪板，所述目标跟踪板的工作模式包括搜索捕获模式和跟踪模式；所述目标跟踪算法包括：通过闭环跟踪滤波算法来更新航迹状态；根据所述闭环跟踪滤波算法，分别建立距离跟踪滤波环路与速度跟踪滤波环路，将量测值与预测值的差值定义为偏移误差，预测值的初始值选取捕获瞬间的距离值与速度值，利用偏移误差与预测初始值进行α－β滤波处理，形成跟踪闭环；通过跟踪滤波结果来产生移频因子，实现了闭环反馈。本发明专利技术可以提高目标跟踪算法的实时性和稳定性。本发明专利技术通过所述目标跟踪板充分利用硬件资源实现对跟踪算法进行硬件加速，保证较好的运算速度。速度。速度。

【技术实现步骤摘要】
一种目标跟踪算法及系统、存储介质、电子设备


[0001]本专利技术涉及电子信息领域，尤指一种目标跟踪算法及系统、存储介质、电子设备。

技术介绍

[0002]目标跟踪算法是机器视觉领域研究的热点内容之一，被广泛用于军事、航空、医学等各个领域。经过多年研究，目标跟踪技术日趋成熟。FPGA即现场可编程门阵列，具有并行处理的优势，非常适合对复杂的跟踪算法进行硬件加速；DSP即数字信号处理器，具有很高的集成度，可以提供高速、同步串口、标准异步串口的功能。但由于单一处理器各自具有一定的缺点，都不能很好地满足需求，无法提高目标跟踪算法的实时性和稳定性。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种目标跟踪算法，其可以提高目标跟踪算法的实时性和稳定性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种目标跟踪算法，所述目标跟踪算法应用于目标跟踪板，所述目标跟踪板包括FPGA模块、第一DSP模块、第二DSP模块、脉压输入端、滤波输出端和SRIO交换芯片，所述SRIO交换芯片与所述FPGA模块、第一DSP模块以及第二DSP模块连接，所述FPGA模块与脉压输入端连接，第二DSP模块与滤波输出端连接；
[0006]所述目标跟踪板的工作模式包括搜索捕获模式和跟踪模式，在搜索捕获模式下，所述目标跟踪板进行动目标检测、恒虚警检测以及N/M检测，在跟踪模式下，所述目标跟踪板进行移频因子补偿、动目标检测、偏移误差计算以及α－β滤波；
[0007]所述目标跟踪算法包括：
[0008]通过闭环跟踪滤波算法来更新航迹状态；
[0009]根据所述闭环跟踪滤波算法，分别建立距离跟踪滤波环路与速度跟踪滤波环路，将量测值与预测值的差值定义为偏移误差，预测值的初始值选取捕获瞬间的距离值与速度值，利用偏移误差与预测初始值进行α－β滤波处理，形成跟踪闭环；
[0010]通过跟踪滤波结果来产生移频因子，再通过所述移频因子进行闭环反馈。
[0011]进一步，所述目标跟踪算法包括KCF
‑
CN融合跟踪算法，所述KCF
‑
CN融合跟踪算法融合了KCF跟踪算法与CN目标跟踪算法。
[0012]进一步，所述FPGA模块包括MTD子模块，所述MTD子模块用于根据控制包中的控制字信息判断出需要进行多少点FFT处理，对数据进行加窗处理再调用FFT核进行处理。
[0013]进一步，所述FPGA模块包括CFAR子模块，
[0014]所述CFAR子模块的实现方法为：将整个CFAR过程划分为两部分，分别为两边单元检测和中间单元检测；两边单元检测针对边沿点，中间单元检测针对两边均有保护单元和参考单元的点迹；采用单元平均恒虚警算法，保护单元两边各3个，参考单元两边各8个，两者平均后输出，乘以门限系数作为自适应门限值。
[0015]进一步，所述第一DSP模块包括移频因子补偿子模块、MTD子模块和偏移误差计算子模块，
[0016]所述移频因子补偿子模块的实现方法为：根据跟踪滤波结果计算移频因子，在跟踪模式下做MTD处理之前对数据进行移频因子补偿；
[0017]所述偏移误差计算子模块的实现方法为：利用检测点左右3个单元进行误差计算，按照sinc函数归一化误差计算方法来进行处理。
[0018]进一步，所述第二DSP模块包括N/M检测子模块，所述N/M检测子模块的实现方法为：积累够M帧检测结果后，选出幅值最大的点进行凝聚处理，当其余点的速度、距离同时都在凝聚窗内时进行计数，计数值大于等于N时判定符合N/M检测准则。
[0019]进一步，所述第二DSP模块包括α－β滤波子模块，所述α－β滤波子模块的实现方法为：利用距离、速度预测结果与距离、速度偏移误差进行α－β滤波处理，跟踪前50帧α、β滤波增益系数根据帧数自适应变化，稳定跟踪后α、β滤波增益系数则为常数。
[0020]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如以上所述的目标跟踪算法。
[0021]一种电子设备，包括：处理器、存储器、以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行如以上所述的目标跟踪算法。
[0022]一种目标跟踪系统，所述目标跟踪系统用于执行如以上所述的目标跟踪算法。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]本专利技术所述目标跟踪算法应用于目标跟踪板，所述目标跟踪板的工作模式包括搜索捕获模式和跟踪模式，在搜索捕获模式下，所述目标跟踪板进行动目标检测、恒虚警检测以及N/M检测，在跟踪模式下，所述目标跟踪板进行移频因子补偿、动目标检测、偏移误差计算以及α－β滤波；所述目标跟踪算法包括：通过闭环跟踪滤波算法来更新航迹状态；根据所述闭环跟踪滤波算法，分别建立距离跟踪滤波环路与速度跟踪滤波环路，将量测值与预测值的差值定义为偏移误差，预测值的初始值选取捕获瞬间的距离值与速度值，利用偏移误差与预测初始值进行α－β滤波处理，形成跟踪闭环；通过跟踪滤波结果来产生移频因子，实现了闭环反馈。本专利技术通过所述目标跟踪板充分利用硬件资源实现对跟踪算法进行硬件加速，保证较好的运算速度，以达到实际应用需求。
附图说明
[0025]图1是本专利技术所述目标跟踪板的任务划分示意图。
[0026]图2是本专利技术所述KCF跟踪算法的流程图。
[0027]图3是本专利技术所述HOG特征提取的流程图。
[0028]图4是本专利技术所述所述目标跟踪算法的流程图。
[0029]附图标号说明：1.第一DSP模块；2.第二DSP模块；3.FPGA模块。
具体实施方式
[0030]下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0031]一种目标跟踪算法，所述目标跟踪算法应用于目标跟踪板，所述目标跟踪板包括FPGA模块3、第一DSP模块1、第二DSP模块2、脉压输入端、滤波输出端和SRIO交换芯片，所述SRIO交换芯片与所述FPGA模块3、第一DSP模块1以及第二DSP模块2连接，所述FPGA模块3与脉压输入端连接，第二DSP模块2与滤波输出端连接；
[0032]所述目标跟踪板的工作模式包括搜索捕获模式和跟踪模式，在搜索捕获模式下，所述目标跟踪板进行动目标检测、恒虚警检测以及N/M检测，在跟踪模式下，所述目标跟踪板进行移频因子补偿、动目标检测、偏移误差计算以及α－β滤波；
[0033]所述目标跟踪算法包括：
[0034]通过闭环跟踪滤波算法来更新航迹状态；
[0035]根据所述闭环跟踪滤波算法，分别建立距离跟踪滤波环路与速度跟踪滤波环路，将量测值与预测值的差值定义为偏移误差，预测值的初始值选取捕获瞬间的距离值与速度值，利用偏移误差与预测初始值进行α－β滤波处理，形成跟踪闭环；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标跟踪算法，其特征在于，所述目标跟踪算法应用于目标跟踪板，所述目标跟踪板包括FPGA模块、第一DSP模块、第二DSP模块、脉压输入端、滤波输出端和SRIO交换芯片，所述SRIO交换芯片与所述FPGA模块、第一DSP模块以及第二DSP模块连接，所述FPGA模块与脉压输入端连接，第二DSP模块与滤波输出端连接；所述目标跟踪板的工作模式包括搜索捕获模式和跟踪模式，在搜索捕获模式下，所述目标跟踪板进行动目标检测、恒虚警检测以及N/M检测，在跟踪模式下，所述目标跟踪板进行移频因子补偿、动目标检测、偏移误差计算以及α
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β滤波；所述目标跟踪算法包括：通过闭环α
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β跟踪滤波算法来更新航迹状态；根据所述闭环α
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β跟踪滤波算法，分别建立距离跟踪滤波环路与速度跟踪滤波环路，将量测值与预测值的差值定义为偏移误差，预测值的初始值选取捕获瞬间的距离值与速度值，利用偏移误差与预测初始值进行α
‑
β滤波处理，形成跟踪闭环；通过跟踪滤波结果来产生移频因子，再通过所述移频因子进行闭环反馈。2.根据权利要求1所述的目标跟踪算法，其特征在于：所述目标跟踪算法包括KCF
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CN融合跟踪算法，所述KCF
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CN融合跟踪算法融合KCF跟踪算法与CN目标跟踪算法。3.根据权利要求1所述的目标跟踪算法，其特征在于：所述FPGA模块包括MTD子模块，所述MTD子模块用于根据控制包中的控制字信息判断出需要进行多少点FFT处理，对数据进行加窗处理再调用FFT核进行处理。4.根据权利要求1所述的目标跟踪算法，其特征在于：所述FPGA模块包括CFAR子模块，所述CFAR子模块的实现方法为：将整个CFAR过程划分为两部分，分别为两边单元检测和中间单元检测；两边单元检...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖学聪，陈钰婕，
申请(专利权)人：广州辰创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：