基于边缘特征和改进Hausdorff距离的跟踪算法

　　作为衡量一个国家科技、国防综合实力的重要标志，航天技术已成为当今世界最具代表性的高科技技术。我国一直以来十分重视研发各类应用卫星以及卫星发射技术，在卫星通信、遥感、导航定位等方面取得了巨大发展，火箭安全发射对航天事业的快速发展超着致关重要的作用。对火箭飞行的轨迹数据的鉴定和分析有利于对运载火箭的制导系统、动力系统以及其他分系统进行安全评估。因此，航天发射的十分重要任务之一就是火箭飞行的轨迹跟踪与记录。

　　目前对火箭的跟踪，多采用高速摄像机通过视频图像的方式进行跟踪，但这种方式仍是操作人员手动控制摄像机进行跟踪，安全性和可靠性不能保证，并且也无法实现多台摄像机在多个角度多个方位进行实时跟踪。因此，基于计算机视觉的火箭目标跟踪成为当今航天领域研究的热门技术。

　　近年来，国内外许多学者在基于计算机视觉的目标跟踪方面做了大量的研究，图像匹配是目标跟踪中的核心问题，图像匹配是指将模板图像与待匹配图像进行配准，来确定二者之间相对位置的过程。传统的匹配方法，在遇到物体遮挡、光照变化以及噪声影响时，无法实现对快速目标的跟踪。因此，在大多数跟踪场景中，如何选择尺度不变的关键点又是一个新的问题。目前钟对传统匹配存在的缺点，许多学者提出了不同的解决方案，如基于光流法的快速目标跟踪、基于多特征融合的目标跟踪等，这些算法在一定程度上提高了跟踪的准确度，但是这些方法首先要建立模板与图像间的对应关系，计算量大，不能满足实时性要求。

　　本文针对火箭发射时特有的复杂环境，提出了将边缘特征提取与Hausdorff距离匹配相结合的改进算法，该算法不需要计算光流特征值，也不需要对待匹配图像进行分割。实验证明，改进的Hausdorff距离的跟踪方法明显提高了目标匹配准确性，三步搜索法大大加快了匹配过程，具有较强的稳定性。