自主导航农业车辆的全景视觉多运动目标识别跟踪.PDFVIP

２０１５年 １月 农 业 机 械 学 报 第 ４６卷 第 １期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．０１．００１ 自主导航农业车辆的全景视觉多运动目标识别跟踪 １，２ １ １ １ １ １ 李盛辉 　田光兆 　姬长英 　周　俊 　顾宝兴 　王海青 （１．南京农业大学工学院，南京 ２１００３１；２．南京理工大学紫金学院，南京 ２１００４６） 摘要：为提高自主导航农业车辆导航路径的准确性和行驶作业的安全性，提出自主导航农业车辆的全景视觉多运 动目标识别跟踪方案。该方案采用全景视觉进行无盲区的多运动障碍目标的检测，并解决了多运动目标跟踪中遮 挡重叠的问题。首先系统将多目相机采集的图像拼接成全景图像，采用分段图像的改进核函数算法对运动目标进 行快速自动检测跟踪；其次采用基于路径预测的粒子滤波算法进行多运动目标跟踪并解决遮挡重叠的问题。通过 试验表明：采用改进的核函数目标快速跟踪算法，与传统核函数跟踪算法相比，减少系统内存消耗 ６６８％，加快运 算速度３５６３％；采用基于路径预测的粒子滤波多目标跟踪算法，在多运动目标遮挡重叠的情况下，平均提高运动 目标跟踪成功率３９５个百分点，算法平均耗时０７８ｓ。 关键词：农业车辆　自主导航　全景视觉　多运动目标　核函数　粒子滤波 中图分类号：Ｓ２１９１；ＴＰ３９１４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１５）０１０００１０７ ＭｕｌｔｉｐｌｅＭｏｖｉｎｇＯｂｊｅｃｔｓＴｒａｃｋｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＰａｎｏｒａｍｉｃＶｉｓｉｏｎｆｏｒ ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＮａｖｉｇａｔｉｏｎｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＶｅｈｉｃｌｅ １，２ １ １ １ １ １ ＬｉＳｈｅｎｇｈｕｉ　ＴｉａｎＧｕａｎｇｚｈａｏ　ＪｉＣｈａｎｇｙｉｎｇ　ＺｈｏｕＪｕｎ　ＧｕＢａｏｘｉｎｇ　ＷａｎｇＨａｉｑｉｎｇ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ ２．ＺｉｊｉｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｐａｔｈａｎｄｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｖｅｈｉｃｌｅｓ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｐａｎｏｒａｍｉｃｖｉｓｉｏｎ．Ｐａｎｏｒａｍｉｃｖｉｓｉｏｎｐｏｓｓｅｓｓｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｎｏｎｂｌｉｎｄ ａｒｅａｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｌｖｅｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｏｖｅｒｌａｐｉｎｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓ ｔｒａｃｋｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｍｕｌｔｉｖｉｓｉｏｎｉｍａｇｅｓｗｅｒｅａｃｑｕｉｒｅｄｔｏｓｔｉｔｃｈｐａｎｏｒａｍｉｃｉｍａｇｅｓ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｋｅｒｎｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｓｅｇｍｅｎｔｅｄｉｍａｇｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔａｎｄｔｒａｃｋｔｈｅｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄｒａｐｉｄｌｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｆｉｌｔｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｐａｔｈｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｃｋｍｕｌｔｉｐｌｅ ｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓａｎｄｓｏｌｖｅｄｔｈｅｏｖｅｒｌａ