淺談目標跟蹤技術及應用前景

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【摘要】 ? ?隨著現(xiàn)代化技術以及信息化手段的飛速發(fā)展，目標跟蹤技術得到了更加全面的發(fā)展，并且其在多個社會領域當中，也得到了較為廣泛的應用，特別是在當前的社會環(huán)境中，社會各個層面對于高科技跟蹤方式的需求呈現(xiàn)出一種不斷提升的狀態(tài)，這也進一步突出了目標跟蹤技術的重要性。所以，這就需要深入分析目標跟蹤技術的算法特點以及基本性能，并針對不同的場合以及目標來采取與之對應的方式實現(xiàn)跟蹤，保證其具備著更加優(yōu)異的跟蹤精度以及實時性。因此，文章首先對目標跟蹤技術的基本概述加以明確;其次，對目標跟蹤技術應用存在的干擾因素展開深入分析;在此基礎上，提出目標跟蹤技術的應用前景。

【關鍵詞】 ? ?目標跟蹤技術 ? ?發(fā)展態(tài)勢 ? ?應用前景

引言：

目標跟蹤，其主要就是指通過計算機技術或是其他的專業(yè)設備，并根據(jù)某一種特殊算法來實現(xiàn)對于目標的跟蹤定位處理，將具體的位置以及動向信息作為基礎，采取與之對應的處理措施。同時，如果各類儀器設備能夠實現(xiàn)高效的跟蹤識別，就能夠完成各類較為復雜的任務，也正是由于目標跟蹤技術所具備的現(xiàn)代化特征，使其在民用領域以及軍事領域當中得到了廣泛應用，并且其所起到的作用也已經(jīng)引發(fā)了世界范圍內(nèi)各個學者的廣泛關注。因此，這就需要對目標跟蹤技術展開深入研究，明確其基本的應用前景，確保目標跟蹤技術能夠有效發(fā)揮出自身作用。

一、目標跟蹤技術的基本概述

1.1模糊邏輯法

這種模糊邏輯法，其主要就是對人腦的處理過程進行有效模擬，并結合圖像序列當中的空間相關性以及時間相關性，利用模糊邏輯的方式來展開更加全面的目標搜索以及目標跟蹤，而其中的搜索就是通過時間模糊處理加以實現(xiàn)的，這種時間模糊處理，是指將那些與時間相關的模糊記憶參數(shù)進行調(diào)整，在最大程度上實現(xiàn)系統(tǒng)記憶增強以及記憶衰退的過程。而在這種模糊邏輯方法當中，為了提升目標跟蹤的正確幾率，還應當利用目標預測的方式來提升跟蹤精度以及跟蹤速度，將那些已處理目標的知識內(nèi)容來引入到運動過程當中，從而對目標的具體特征展開預測，進一步排除那些非目標。而由于在實際應用過程中，目標跟蹤技術需要對多個目標展開跟蹤，為了有效適應這一需求，還可以將這一方式有效推廣到多個目標的跟蹤當中，具體步驟為以下幾個方面，首先，應當對每一幀圖像當中的目標按照相應的順序進行編號，并計算好形心坐標;其次，要將求得的目標個數(shù)與前一幀當中的各類目標個數(shù)來進行有效比較，而如果兩者間的參數(shù)并沒有產(chǎn)生變化，就要根據(jù)位置相關性以及不同目標的特性差異來確定圖像當中所存在的對應關系;如果兩幅圖像當中的目標呈現(xiàn)出增加或是減少的狀態(tài)，就要將必要的序號的目標處理數(shù)據(jù)進行添加或是刪除處理，將目標進行重新排序;最后，在確定好不同目標的標記過后，就能夠詳細給出每一個目標的具體跟蹤信息，這時就需要將跟蹤信息存入到相應的跟蹤數(shù)據(jù)信息庫當中，并根據(jù)跟蹤信息來對模糊階段中涉及到的控制參數(shù)加以更新。

1.2相移跟蹤算法

相移跟蹤算法，其主要就是在一幀圖像之中的坐標作為核心，并選取一個大小適宜的子圖像，對這一子圖像的離散Fourier產(chǎn)生變換進行計算，就能夠得出不同坐標點當中的中心子圖像。同時，在大部分情況下，其中各個參數(shù)所產(chǎn)生的變化是有規(guī)律可循的，而圖像序列當中目標所產(chǎn)生的運動正好與變化互相對應，這樣就可以根據(jù)所選擇的模板相位角，在隨后的圖像當中找尋出對應的子圖像，進一步確定模板的位移量[1]。

二、目標跟蹤技術應用存在的干擾因素

2.1多樣化的應用功能需求

目標跟蹤技術，其同時也是各類視覺應用的基礎所在，但由于視覺應用需求以及應用功能方面呈現(xiàn)出一種多樣化特征，這就對目標跟蹤系統(tǒng)內(nèi)部的兼容性提出了更高的要求。一般情況下，其需要在各類較為復雜的運行環(huán)境中進行工作，比如飛機場、公共場所以及地鐵等，并根據(jù)具體的目標監(jiān)測功能需求來建立起與之對應的功能模型，如果處在功能多樣性的復雜環(huán)境當中，就要進行更加準確的目標跟蹤，并對目標的行為展開更加專業(yè)的預測分析，甚至還可以與安防報警系統(tǒng)之間進行聯(lián)動，這就需要目標跟蹤技術內(nèi)部的算法具備更強的抗干擾性以及兼容性。但當前所采用的各類跟蹤算法之中，其具體的邏輯運算以及結構的復雜程度相對較高，并且在跟蹤精度方面也受到了系統(tǒng)功能所帶來的嚴重影響。因此，如何有效提升跟蹤算法的穩(wěn)定性以及兼容性，成為了目標跟蹤技術應用當中的難點所在。

2.2復雜的跟蹤環(huán)境

在目標跟蹤系統(tǒng)當中，跟蹤環(huán)境不僅會影響到其整體應用質(zhì)量水平，同時也是影響具體跟蹤效果以及跟蹤質(zhì)量的重要難點問題。而在目前的使用階段中，跟蹤環(huán)境中所產(chǎn)生的遮擋因素主要有自遮擋、背景遮擋以及其他遮擋等多種類型，而在產(chǎn)生遮擋過后，跟蹤目標自身的有效信息以及特征信息就會出現(xiàn)變化，導致目標很難持續(xù)的進行跟蹤，并且還會對系統(tǒng)當中數(shù)據(jù)信息的提取以及分析決策帶來極大干擾，進一步降低了系統(tǒng)目標的動態(tài)性以及跟蹤穩(wěn)定性。而一旦因為外界不良因素來引發(fā)目標跟蹤失敗的問題時，如果仍舊根據(jù)原本的特征模型則很難確保其恢復到正常狀態(tài)當中，在嚴重的情況下甚至還會使得整體目標跟蹤系統(tǒng)產(chǎn)生癱瘓。而系統(tǒng)的基本運行環(huán)境，主要有時變背景因素、強度光照等，這些都會對跟蹤精度以及識別能力帶來影響，還會引發(fā)目標丟失的問題出現(xiàn)。因此，在復雜的外部環(huán)境干擾當中，如果展開更加高效的目標定位以及目標特征信息提取，不僅是對跟蹤算法基本性能進行判斷的重要指標，同時也是對評估跟蹤系統(tǒng)性能進行評價的關鍵所在[2]。

2.3多樣化的跟蹤目標

根據(jù)具體應用功能以及應用需求方面存在的差異，使得目標跟蹤技術跟蹤的主要目標存在著多樣性特征，這就對跟蹤邏輯以及跟蹤算法方面提出了更高的要求。而目標跟蹤技術需要進行跟蹤的對象，可能是各類車輛以及行人等局部位置，而根據(jù)跟蹤目標以及跟蹤位置存在的差異，就應當建立起與之對應的跟蹤模型，舉例說明，在車輛的行駛過程中，其整體的運動工況呈現(xiàn)出一種動態(tài)的變化形態(tài)，有時可能處在加速、減速工況中，有時則是勻速運動，而針對多樣性的目標，就要設計出相應的外觀跟蹤監(jiān)測或是運動預測分析模型。如果目標處在運動狀態(tài)中，就會對跟蹤目標的外觀特征提取的準確性產(chǎn)生影響，比如在人臉跟蹤過程中，臉部所產(chǎn)生的旋轉等問題，都會使得臉部的具體顏色分布產(chǎn)生變化，產(chǎn)生全新的特征信息。除此之外，環(huán)境因素以及遮擋等因素，也會對目標跟蹤技術的使用產(chǎn)生不良影響。因此，在建設多目標對象跟蹤系統(tǒng)的過程中，必須要根據(jù)跟蹤系統(tǒng)的具體功能需求，科學合理的設計系統(tǒng)結構以及網(wǎng)絡模型，使得系統(tǒng)能夠在各類不良工況當中提取出對應的視頻資料以及數(shù)據(jù)信息。

三、目標跟蹤技術的應用前景

3.1無人駕駛以及機器人領域

在無人自動車輛的駕駛當中，其主要就是利用安裝在車輛部位上的高清晰度攝像機，對車輛形式環(huán)境當中的物體、表示、行人以及車輛等特征量展開自動監(jiān)測以及跟蹤，確保車輛與行人以及各類物體之間保持一個安全距離。在機器人領域中，通過提取機器人內(nèi)部的功能結構以及多個機器人的互相編隊等，為機器人自身學習能力的培養(yǎng)提升奠定了堅實基礎[3]。

3.2視頻現(xiàn)場監(jiān)控

在各類社會公共場所當中，比如火車站、機場、交叉路口以及銀行等場所當眾，通過人臉識別技術以及智能視頻監(jiān)控技術，就可以對整體公共場所展開全面的在線監(jiān)控，并對進入到相應環(huán)境當中的人員展開在線識別，針對那些感興趣目標，就可以進行自動的識別、分析以及描述，實現(xiàn)對于關鍵目標的動態(tài)跟蹤以及實時檢測。同時，這部分基于視頻圖像的目標分析行為，也為后續(xù)提取等工作的開展提供了堅實的數(shù)據(jù)信息支持。

3.3船舶綜合艦橋系統(tǒng)

目標跟蹤技術，其主要就是根據(jù)觀測目標位置所產(chǎn)生的變化所建立的運動軌跡，并對相應目標的位置進行預測。在船舶當中，反映出目標跟蹤功能的設備主要就是導航雷達，特別是對于整體艦船來說，其必須要準確獲取目標的航行信息以及位置信息，并對其展開持續(xù)跟蹤，從而計算出目標的航跡以及速度等數(shù)據(jù)信息。而由于導航雷達工作方式所帶來的影響，在同一時間內(nèi)，導航雷達很難對海域當中的多個目標進行實時的掃描跟蹤，雷達發(fā)射波束在經(jīng)過相應的目標反射后，才會被進行深入解析，形成了多種回波串，而通過對于雷達回波信號進行的深入分析，就能夠在其中進一步獲取被追蹤目標的位置信息。同時，在導航雷達獲取回波信號的過程中，首先應當由濾波器來進行過濾處理，有效去除其中回波信號所存在的各類雜音;其次，在現(xiàn)代船舶綜合艦橋系統(tǒng)當中，保證穩(wěn)定的信號傳輸對于整體工作效率的提升有著十分重要的意義，而在傳統(tǒng)的艦橋通信當中，其一般所采用的都是串行的通信方式，這種方式具備著操作便捷、通信協(xié)議簡單以及成本低的特征，屬于一種應用較為廣泛的通信方式，而通過目標跟蹤技術的應用，還能夠確保整體通信系統(tǒng)更加完善，在根本上升級整體船舶綜合艦橋系統(tǒng)，確保其整體系統(tǒng)能夠具備高級程度以及高自動化程度等特征[4]。

四、結束語

總而言之，在當前現(xiàn)代化技術以及信息化手段高速發(fā)展的背景下，目標跟蹤技術已經(jīng)得到了全面的完善優(yōu)化，這也使其在多個社會領域從中得到了廣泛應用，而在特定的領域當中，目標跟蹤技術能夠有效發(fā)揮出自身的優(yōu)越性，并且根據(jù)不同的場合以及目標，還能夠展開針對性的調(diào)整，選擇不同的方式來實現(xiàn)全面的目標跟蹤，確保其擁有較高的跟蹤精度，各類數(shù)據(jù)信息也具備實時性、準確性的特征。除此之外，在目標跟蹤技術的使用過程中，還應當明確各類干擾因素，從而采取針對性的解決措施進行優(yōu)化，更好的發(fā)揮出目標跟蹤技術的實際作用。

參 ?考 ?文 ?獻

[1]李春雨.目標跟蹤技術在船舶綜合艦橋系統(tǒng)中的應用[J].艦船科學技術，2019，41（12）：55-57.

[2]莊旭陽，陳寶國，張景山.深度學習在紅外目標跟蹤中的應用展望[J].航空兵器，2019，26（01）：47-52.

[3]李雯雯，譚玉波.智能視頻監(jiān)控技術研究綜述[J].福建電腦，2018，34（03）：1-2+139.

[4]狄晨旭，孫文濤.粒子濾波器在船舶海天背景下目標跟蹤技術的應用[J].艦船科學技術，2017，39（16）：121-123.