一种基于物影匹配算法的道路小目标跟踪方法

来源：交通运输系统工程与信息杂志2022年第6期北京时间：

作者：项新建, 胡海斌, 姚佳娜, 丁祎, 郑永平, 金立

单位：1. 浙江科技学院，自动化与电气工程学院，杭州 310023；2. 浙江省交通运输科学研究院，杭州 310023；3. 浙江小桥流水环境科技有限公司，杭州 310023

摘要：针对复杂道路环境下小目标抛洒物难以被检测与跟踪，且落地静止像素易被纳入背景而导致目标丢失等问题，本文提出一种基于物影匹配算法(OSMA)的道路小目标跟踪方法来解决上述问题。首先，采用混合高斯模型对背景进行建模以此获取前景图像，对前景图像采用膨胀、腐蚀等形态学处理；其次，根据道路抛洒物移动时在前景产生独立的物与影双轮廓特征，进行连续帧前景轮廓的物影匹配，并将连续的匹配结果定为疑似抛洒物；最后，采用多帧质心偏移法判断疑似抛洒物是否处于静止状态，并对运动状态中的疑似抛洒物进行位置判定与帧间轮廓匹配，从而实现抛洒物的逐帧跟踪。基于大量实验表明：本文所提出的OSMA与核化相关滤波器(KCF)、辨别尺度空间跟踪器(DSST)、背景感知相关滤波器(BACF)、深度注意力跟踪器(DAT)、视觉跟踪时空变换器(SATRK)等跟踪器相比，准确性更优越，可较好解决道路复杂场景下各类抛洒物的跟踪问题；复杂背景、快速旋转的小目标场景中跟踪表现优异，具有良好的跟踪尺度，实时性满足预期要求。

关键词：智能交通,道路抛洒物跟踪,物影匹配,小目标抛洒物,复杂道路环境,滤波跟踪

基金资助：浙江省自然科学基金(LY19F030004)；浙江省基础公益研究计划项目(LGF22F030005)；浙江省重点研发计划项目(202206)。