一种基于双目视觉的运动轨迹预测方法

杨勇强，唐 猛，孟 文，徐建龙

（西南交通大学机械工程学院，四川 成都 610031）

1 引言

准确地定位运动目标位置并预测轨迹，对信息处理以及决策制定有着重大的意义。近年来出现的定位技术有激光雷达定位、视觉定位、超声波定位、Wi-Fi 定位等。Wi-Fi 与超声波技术定位精度低且抗干扰能力较差，激光雷达有着较高的定位精度，但是成本高不易于推广。视觉技术可以更加快速、有效地定位运动物体，通过对图像信息的处理就可以完成一系列复杂的操作，大大提高了效率，降低了成本。视觉技术中常用到的是双目视觉。

有时为了实时跟踪目标还需要预测目标的运动轨迹。常用的轨迹预测方法主要有以下几种：卡尔曼滤波[1-2]，是一种从运动出发建立系统的状态和观测方程，从而递推估计的算法，由于无法获得准确的过程噪声，所以得到的预测位置不够精确。基于神经网络的预测[3]，是结合遗传算法以及反向传播算法进行轨迹预测，过程复杂且不具有较好的实时性。基于无监督学习的轨迹预测[4]在短时间内效果很好，但随着预测时间增长会出现较大的偏差。

为此，利用双目视觉系统精确定位运动物体的位置坐标，并采用多项式拟合的方法预测运动轨迹。双目视觉系统可以提供精确的历史位置坐标，多项式拟合可以根据目标前一时刻的几个位置较为精确地预测下一时刻的位置。

2 双目视觉原理

双目视觉是基于人眼视差原理的一项技术[5-7]。T是基线距离，f是摄相机焦距。……