一種基于雙目視覺的運(yùn)動軌跡預(yù)測方法

楊勇強(qiáng)，唐 猛，孟 文，徐建龍

（西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川 成都 610031）

1 引言

準(zhǔn)確地定位運(yùn)動目標(biāo)位置并預(yù)測軌跡，對信息處理以及決策制定有著重大的意義。近年來出現(xiàn)的定位技術(shù)有激光雷達(dá)定位、視覺定位、超聲波定位、Wi-Fi 定位等。Wi-Fi 與超聲波技術(shù)定位精度低且抗干擾能力較差，激光雷達(dá)有著較高的定位精度，但是成本高不易于推廣。視覺技術(shù)可以更加快速、有效地定位運(yùn)動物體，通過對圖像信息的處理就可以完成一系列復(fù)雜的操作，大大提高了效率，降低了成本。視覺技術(shù)中常用到的是雙目視覺。

有時(shí)為了實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)還需要預(yù)測目標(biāo)的運(yùn)動軌跡。常用的軌跡預(yù)測方法主要有以下幾種：卡爾曼濾波[1-2]，是一種從運(yùn)動出發(fā)建立系統(tǒng)的狀態(tài)和觀測方程，從而遞推估計(jì)的算法，由于無法獲得準(zhǔn)確的過程噪聲，所以得到的預(yù)測位置不夠精確。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測[3]，是結(jié)合遺傳算法以及反向傳播算法進(jìn)行軌跡預(yù)測，過程復(fù)雜且不具有較好的實(shí)時(shí)性。基于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的軌跡預(yù)測[4]在短時(shí)間內(nèi)效果很好，但隨著預(yù)測時(shí)間增長會出現(xiàn)較大的偏差。

為此，利用雙目視覺系統(tǒng)精確定位運(yùn)動物體的位置坐標(biāo)，并采用多項(xiàng)式擬合的方法預(yù)測運(yùn)動軌跡。雙目視覺系統(tǒng)可以提供精確的歷史位置坐標(biāo)，多項(xiàng)式擬合可以根據(jù)目標(biāo)前一時(shí)刻的幾個(gè)位置較為精確地預(yù)測下一時(shí)刻的位置。

2 雙目視覺原理

雙目視覺是基于人眼視差原理的一項(xiàng)技術(shù)[5-7]。T是基線距離，f是攝相機(jī)焦距。……