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基于无人机视角的地面多军事目标速度估计方法OA

Speed Estimation Method of Military Targets Based on Perspective of Unmanned Aerial Vehicles

中文摘要英文摘要

为解决现有单目速度估计方法对目标尺寸、灭点位置、场景标注物等关键先验信息的强依赖问题,提出一种基于无人机视角的地面多军事目标速度估计新方法.首先,通过多目标跟踪技术提取运动目标在连续帧序列中的轨迹信息,并结合视频帧率计算时间间隔;其次,利用无人机飞行高度与相机云台姿态角构建几何投影模型,建立像素坐标系与世界坐标系之间的映射关系,进而计算运动目标的真实位移距离;最后,通过实验验证所提测速算法的性能,并对几何投影模型的计算精度进行定量分析与评估.实验结果表明,在高空大于20.0 m的高度且姿态角小于30.0°时,测量相对误差不超过2%.与其它测速方法相比,所提方法在不依赖目标尺寸、灭点位置、场景标注物等先验信息的前提下,满足战场态势感知中运动目标速度估计的需求,为速度估计提供了一种适应性更高的新方法.

To address the strong reliance of existing monocular speed estimation methods on key prior information such as target size,vanishing point position,and scene markers,a new method for estimating the speed of multiple ground military targets from a drone perspective is proposed.Firstly,the trajectory information of moving targets in consecutive frame sequences is extracted through multi-target tracking technology,and the time interval is calculated in combination with the video frame rate.Secondly,a geo-metric projection model is constructed using the flight height of the drone and the camera gimbal attitude angle to establish the mapping relationship between the pixel coordinate system and the world coordinate system,and then the real displacement distance of the moving target is calculated.Finally,the perfor-mance of the proposed speed measurement algorithm is verified through experiments,and the calculation accuracy of the geometric projection model is quantitatively analyzed and evaluated.The experimental results show that when the flight height is greater than 20.0 m and the attitude angle is less than 30.0°,the relative measurement error does not exceed 2%.Compared with other speed measurement methods,the proposed method meets the requirements of speed estimation for moving targets in battlefield situation awareness without relying on prior information such as target size,vanishing point position,and scene markers,providing a more adaptable new method for speed estimation.

常文彪;党长营;李建素;李忠华;陈雪丽;王文媛;马泽兵

中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051||金属凝固控制与增材制造山西省重点实验室,山西 太原 030051

信息技术与安全科学

速度估计单目测量无人机视角运动目标几何投影模型

speed estimationmonocular measurementunmanned aerial vehicle perspectivemoving tar-getgeometric projection model

《测试技术学报》 2026 (2)

151-160,10

太原市"揭榜挂帅"项目(2024TYJB0104)山西省科技创新人才团队专项资助项目(202304051001015)山西省科技重大专项计划"揭榜挂帅"项目(202201150401019)

10.62756/csjs.1671-7449.2026014

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