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基于异构多摄像机网络的目标跟踪

作　者: 刘栋栋
导　师: 陈卫东
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 全景摄像机云台摄像机目标跟踪多摄像机协同 Kalman滤波异构网络
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目标跟踪一直是计算机视觉的研究热点，具有深刻的理论价值和广泛的应用前景。由全景摄像机和云台摄像机构成的异构多摄像机网络，由于兼顾了全景摄像机的大视野和云台摄像机的局部细节观测能力，被广泛应用与视频监控、目标跟踪。本文对由全景摄像机和云台摄像机构成的异构多摄像机网络进行了研究，研究重点在于提高目标跟踪的稳定性、跟踪精度、有效的捕获目标细节图像等，研究内容包括以下几个方面：第一，针对现有异构多摄像机网络跟踪精度低、跟踪鲁棒性差的问题，本文提出了基于全景摄像机与云台摄像机的协作目标跟踪方案，采用基于多摄像机观测信息的数据关联、基于观测的多摄像机数据融合和基于Kalman滤波的目标跟踪，提高了跟踪鲁棒性及跟踪精度。第二，针对异构多摄像机网络捕获目标有效细节图像的需求，本文设计了基于快速性、有效性的多云台摄像机协同调度算法。该算法基于四个要素VDOA (Visibility, Distance, Orientation, Angle)，即目标相对于云台摄像机的可见性，目标相对于云台摄像机的距离，目标相对于云台摄像机的朝向及目标相对于云台摄像机的转角。根据协同调度算法，系统自动选择最佳的云台摄像机检测目标并捕捉目标面部图像最后,本文设计了单目标及多目标跟踪实验,并在本文所开发的由一个全景摄像机及两个云台摄像机所构成的异构多摄像机网络上进行了实验。实验验证了算法的有效性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-18
  1.1 引言  9-10
  1.2 视频监控概述  10-17
    1.2.1 视频监控系统的发展历史  10-11
    1.2.2 视频监控系统的组成结构  11-12
    1.2.3 视频监控系统的关键技术及难点  12-16
    1.2.4 视频监控系统的研究现状  16-17
  1.3 本文研究内容及章节安排  17-18
第二章多摄像机网络设计  18-31
  2.1 网络体系结构  18-22
  2.2 全景摄像机介绍  22-30
    2.2.1 全景摄像机原理  22-23
    2.2.2 全景摄像机的优缺点分析  23-24
    2.2.3 全景摄像机参数设计  24-25
    2.2.4 全景摄像机标定  25-30
  2.3 本章小结  30-31
第三章单摄像机目标检测  31-37
  3.1 基于全景摄像机的目标检测  31-34
  3.2 基于云台摄像机的目标检测  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第四章全景摄像机与云台摄像机协作  37-52
  4.1 数据关联  37-44
    4.1.1 数据关联常见方法  37-38
    4.1.2 遮挡的处理  38-39
    4.1.3 基于多摄像机信息融合的数据关联  39-44
  4.2 数据融合  44-47
  4.3 跟踪滤波  47-50
    4.3.1 卡尔曼滤波介绍  47-49
    4.3.2 基于Kalman 滤波的目标跟踪  49-50
  4.4 本章小结  50-52
第五章多摄像机的协同调度  52-57
  5.1 协同调度指标  52-55
  5.2 协同调度算法  55-56
  5.3 本章小结  56-57
第六章实验与数据分析  57-68
  6.1 实验平台介绍  57-59
    6.1.1 软硬件平台  57-58
    6.1.2 场景布局  58-59
  6.2 实验与分析  59-67
    6.2.1 单目标跟踪  60-64
    6.2.2 多目标跟踪  64-67
  6.3 本章小结  67-68
第七章全文总结  68-70
  7.1 主要结论  68
  7.2 研究展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士期间参加的科研项目  75-76
攻读硕士期间发表论文及专利  76-78

基于异构多摄像机网络的目标跟踪

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