基于双目摄像头的目标跟踪算法研究文献综述
2020-04-23 19:38:58
双目摄像头(dual camera)是利用仿生学原理,通过标定后的双摄像头得到同步曝光图像,然后计算获取的2维图像像素点的第三维深度信息。双目摄像头融合的图像相对于单个摄像头获取的图像可提供更大的视场、更高的分辨率、更好的色彩动态响应。同时,双目摄像头也可获得立体视觉,得到影像的景深信息。
人眼之所以能感觉到目标的远近是因为两个眼睛所得到的图像存在差异,又称“视差”,对同一物体,视察越小,物体距离越远,视差越大,物体距离越近。如下图所示:
图1
上图中,人站在椰子树前面,左摄像头拍到的图像显示人在椰子树右边,右摄像头获得的图像显示人在椰子树的左边,形成差异的原因是两个摄像头拍摄的角度有所不同,再通过比较两张图片可知人相对于椰树视差更大,因此可得出人相对于椰树距离摄像头较近的结论。因此可以用简单的三角函数知识设计算法,测出物体的距离,被拍摄物体与左/右摄像头的角度θ1和θ2,再加上固定的y值(即两个摄像头的中心距),就非常容易算出z值(即物体到摄像头的距离)。如图2所示。
图2
伴随双摄像头优点的还有许多难以避免的劣势。第一,从硬件来看双摄像头的成本将会翻倍,同时软件方面,算法的复杂度也会相应的提高。第二个问题是,双摄像头要求两个摄像头要完全一样,否则效果将会大打折扣,这就对制作工艺提出了很高的要求。
战争是推动科技发展的双刃剑,目标跟踪就是起源于军事领域的一门科学技术,目标跟踪(target tracking)可简单地定义为估计物体围绕一个场景运动时在图像平面中轨迹,即一个跟踪系统给同一个视频中不同帧的跟踪目标分配相一致的标签。目标跟踪的基本概念是在20世纪50年代由Wax应用物理杂志上正式提出目标跟踪研究理论正式确立起来。经过几十年的发展,跟踪技术已经成为计算机视觉领域的热门之一,其在军事侦察、精确制导、火力打击、战场评估方面起到不可或缺的作用。民用方面,跟踪技术已经广泛的应用到安防监控,轨迹测量,自动驾驶等方面有着非常广泛的应用。
目标跟踪方法主要有下列几种: