煤矿井下视频多目标轨迹跟踪方法研究与应用

摘要

煤炭是我国的基础能源之一，是国家经济的重要支柱。矿难事故的频发引起了国家和社会对煤矿安全问题的高度重视。随着视频监控技术的快速发展，视频监控技术己在煤炭安全生产监测中得到广泛应用。论文从安全生产的角度，对煤矿井下的视频监控技术进行研究，通过计算机信息化技术减少煤矿井下事故的发生，保障煤矿井下的安全生产。
　　论文根据煤矿井下监控视频的特点，研究了煤矿井下视频处理技术，对CamShift算法进行了改进，开发了煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统。论文的主要研究内容及创新点如下：
　　(1)提出了一种适用于煤矿井下的视频多目标轨迹跟踪算法。为了提高煤矿井下视频目标跟踪的准确率，对运动目标进行有效跟踪，论文将小波变换和背景差分法相结合，对CamShift算法进行改进。首先采用小波三层变换对视频图像进行去噪处理，然后再进行背景差分运算，检测出运动目标，最后采用CamShift算法对运动目标进行跟踪处理。实验结果表明：改进的CamShift算法减少了原始CamShift算法在初始候选目标时的随机性，提高了目标检测和跟踪的准确率。
　　(2)开发了煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统。为了应对煤矿井下环境多变的情况，研究了视频处理技术和煤矿井下视频的特点，将多种目标检测技术和目标跟踪技术融入到一起应用于煤矿井下的视频中，开发了煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统。在系统开发过程中，采用模块化的设计思想，将各个功能独立封装，方便用户选择和使用。并且系统还提供了危险区域警告功能，当运动目标进入到人工设置的危险区域时，该目标将会被突出显示，以示警告。
　　论文开发的煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统运用了改进的CamShift算法，提高了目标跟踪的成功率。但系统中仍然存在一些问题，今后将进一步进行研究和探索。

目录

声明

1绪 论

1.1研究背景与意义

1.2研究现状

1.3论文的研究内容

1.4论文的组织结构

1.5本章小结

2 视频处理方法在煤矿井下的应用研究

2.1视频预处理方法在煤矿井下的应用研究

2.2运动目标检测方法在煤矿井下的应用研究

2.3目标轨迹跟踪算法在煤矿井下的应用研究

2.4本章小结

3 改进的CamShift跟踪算法

3.1改进CamShift算法基本原理

3.2实验验证与结果分析

3.3本章小结

4 煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统的设计和实现

4.1煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统的整体分析

4.2煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统的设计

4.3煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统的开发与实现

4.4煤矿井下视频多目标轨迹跟踪系统测试

4.5本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录