[发明专利]一种面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统

说明书

本发明提供了一种面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统，包括：辅助监视模块、目标数据接收模块、目标分割及跟踪模块、移动显示终端和信息融合决策模块；所述辅助监视模块包括场面雷达监控单元和全景视频监控单元；所述目标数据接收模块用于将矫正转换和标定后的图像发送至所述目标分割及跟踪模块；所述目标分割及跟踪模块用于进行目标分割检测和识别跟踪，并将目标的跟踪识别结果和所述目标的运动信息发送至信息融合决策模块；所述移动显示终端包括数据获取单元、显示单元和紧急情况告警单元，本发明可以对场面中的多个目标实现实时识别跟踪，具有较高的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及机场场面活动监测技术领域，尤其涉及到一种面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统。

背景技术

航空运输业的高速发展导致场面的运行环境更加复杂，在日常运行中不可避免地存在飞机与车辆之间的碰撞冲突，在大雾等能见度低的情况时更为严重，传统的机场场面监视依靠调度员或监管员监控飞机和车辆位置，并向机坪车辆驾驶员通报相关信息/任务，记录各工作环节状态、进程自动化程度较低，安全性和效率较低且缺乏航班信息共享，监管员无法监控车辆和人员的实时位置，而驾驶员在特殊情况下看不清道路，影响驾驶，语音播报可能存在误报问题，现有的机场场面引导和控制系统大多依靠一个或多个传感器(场面监视雷达、视频摄像机)对多个被跟踪对象的运动状态进行量测和估计，但存在车辆驾驶员和飞机飞行员接受报警信息不及时而发生安全事故的问题。

综上所述，如何提供一种可该发明可对机场场面中的多个活动目标实现高精度实时识别跟踪并对机场服务车辆和飞机提供及时的预警和停机位分配以避免冲突事故发生的面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统及方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向机场复杂场景的目标跟踪及分割系统包括：辅助监视模块、目标数据接收模块、目标分割及跟踪模块、移动显示终端和信息融合决策模块；

所述辅助监视模块包括场面雷达监控单元和全景视频监控单元，所述辅助监视模块用于对机场场面活动进行实时监视获取机场全景图像、场面目标位置信息并发送至所述目标数据接收模块；

所述目标数据接收模块用于对所述机场全景图像和目标位置信息进行矫正转换处理及对人工划定的机场范围进行位置标定，所述目标数据接收模块将矫正转换和标定后的图像发送至所述目标分割及跟踪模块；

所述目标分割及跟踪模块将所述目标数据接收模块矫正转换和标定后的图像进行目标分割检测和识别跟踪，并计算所述跟踪目标的运动速度，所述目标分割及跟踪模块将目标的跟踪识别结果和所述目标的运动信息发送至信息融合决策模块；

所述移动显示终端包括数据获取单元、显示单元和紧急情况告警单元，所述数据获取单元用于获取所述信息融合决策模块发送的场面目标位置信息、距离告警信息和停机位实时信息。

进一步地，所述目标数据接收模块将接收到的所述机场的全景图像进行畸形矫正,并使用FFmpeg读取待跟踪目标当前的流媒体，解压所述流媒体获得YUV三通道的AVFrame图像，并将所述AVFrame图像转换为Mat图像，处理得到数字图像序列并输出至所述目标分割及跟踪模块。

更进一步地，所述目标分割检测和识别跟踪具体包括：对图像进行背景分割及更新，计算一定时间内视频图像中每个像素强度值的中值λ(x)和标准差σ(x)构建背景，再使用构建的背景模型来检测后续序列图像中运动目标，并对背景模型进行周期性更新；输入图像帧，采用基于归一化相关系数的阴影检测和去除算法去除图像阴影来排除阴影对目标团块合并的情况估计目标准确位置；最后采用MHT算法进行多目标跟踪。