[发明专利]一种扩展目标跟踪实验平台及其试验方法

说明书

本发明提供了一种扩展目标跟踪实验平台及其试验方法，该实验平台包括图像采集装置、目标点阵装置以及轨道平台；图像采集装置是由工业相机和可调支架组成；工业相机悬吊在可调支架上，能够根据需要调节高度；目标点阵装置由32*32点阵模块、51单片机最小系统和电动小火车模型组成；目标点阵装置通过单片机发出信号来控制点阵图形变化，并由电动小火车带动整个装置在轨道上运行；轨道平台由导电金属轨道、控制器和亚克力底板组成；通过控制器可以控制目标点阵装置的启动和停止；本发明目标点阵装置数量可根据实验需求布置至多4个。本发明提供一种可改变实验条件，通过模拟扩展目标的量测分布和数目来对实验物体进行跟踪，应用于目标跟踪算法研究的扩展目标跟踪实验平台。

技术领域

本发明涉及目标跟踪技术领域，特别是涉及一种扩展目标跟踪实验平台及其试验方法。本发明能模拟扩展目标跟踪过程中提取目标量测的过程。

背景技术

扩展目标跟踪是一种基于传感器信息，运用相应的信号处理技术，对扩展目标的运动状态与扩展形态进行精确估计的过程。早期的目标跟踪算法通常将目标模型设定为一个质点，假设单一目标在单个时刻至多产生一个量测。随着现代高分辨率雷达的逐渐发展，在探测过程中单个目标占据多个传感器分辨单元，传感器每一时刻能接收到目标多个等效散射中心产生的量测值，然而传统点目标模型不能有效利用这些目标信息，由此产生了扩展目标跟踪。与点目标跟踪方法的仅能估计目标位置坐标与运行速度等运动状态不同，扩展目标跟踪方法可以更为充分地利用量测包含的目标信息，通过多个量测点的空间分布情况估计出目标的大小、方位以及扩展形状等信息。

扩展目标跟踪技术是当下目标跟踪领域研究的热点问题之一，目前与此相关的模拟实验平台很少。

发明内容

本发明的目的是提供一种扩展目标跟踪实验平台及其试验方法，应用于科研实验上，解决现有技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种扩展目标跟踪实验平台，包括轨道平台、图像采集装置和不少于一组目标点阵装置；

所述轨道平台包括铝合金外框，在铝合金外框内设置亚克力底板，所述亚克力底板上端面通过螺丝固定导电金属轨道，导电金属轨道通过导线外接控制器；

所述图像采集装置包括工业相机，工业相机悬吊在可调支架上，可调支架安装在金属支臂的前端，金属支臂为直角杆结构，金属支臂的下端使用90度角码与铝合金外框相连接；工业相机通过USB3.0接口连接外部控制计算机；

所述目标点阵装置以电动小火车为载体，32*32点阵模块和51单片机最小系统分别安装在电动小火车的顶部和后部，由电动小火车带动目标点阵装置在导电金属轨道上运动。

进一步的，所述控制器通过埋设在铝合金外框中的导线与导电金属轨道相连，通过控制器的开关来控制导电金属轨道上电压的正负变化，进而控制电动小火车的前进和后退。

进一步的，所述32*32点阵模块由8块MAX7219点阵单元串联组成，32*32点阵模块与51单片机最小系统相连，使用预烧写在单片机中的程序控制点阵变化；所述电动小火车、32*32点阵模块和51单片机最小系统均通过导电金属轨道供电。

上述扩展目标跟踪实验平台的试验方法为：

将USB3.0接口与外部控制计算机连接，通过调节可调支架来将试验区域完整框选在工业相机的视野范围内；

将目标点阵装置放置在导电金属轨道上，并开启51单片机最小系统的开关，使32*32点阵模块开始工作；

打开控制器开关，使目标点阵装置开始运动，然后在计算机端开始记录目标的运动视频；

根据记录的目标运动视频，对每帧目标图像进行灰度化处理，并利用SIFT算法提取目标区域的特征点来模拟扩展目标的量测。