主动跟踪方法及在滑雪运动中的应用研究

发布时间：2025-05-05 03:07

　　近年来,我国的体育事业不断进步,体育竞技水平不断提升,但在冬季运动项目方面,我国运动员整体实力还存在较大差距。在北京冬奥会的背景下,通过体育科研,运用科技手段辅助各项训练以快速提高运动员冬季运动成绩具有重要意义和紧迫性。越野滑雪项目是冬奥会中的一个大项,我国运动员成绩长期处于国际中下游。鉴于滑雪赛道范围广、变化多,教练员迫切需要一种自动化的视频采集系统能够对越野滑雪全程滑行过程进行图像采集,以用于训练分析。随着计算机算力的快速发展,神经网络的引入使得计算机视觉中的各项应用研究取得显著进展,采用神经网络和深度特征的目标跟踪方法在准确率、健壮性等方面都大大提升。本课题利用基于神经网络的目标跟踪算法,结合PTZ相机,实现了一种主动跟踪方法,以解决越野滑雪运动的大视场、高速目标跟踪。本文的主动跟踪属于一种视觉伺服系统,视觉跟踪的目标位置信息将作为相机控制系统的输入,因此,目标位置信息的实时采集是关键。本文引入最新的孪生区域候选网络跟踪器,简称Siamese-RPN,来检测视频中的运动员位置。Siamese-RPN采用双分支结构,网络前端对模板(帧)和待检测帧分别且同时计算;在末端的候选区域生成网...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1视觉伺服第四章说明主动跟踪系统的设计，介绍了常见的视觉伺服方法，并使用一种

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-9-1.4.2论文结构第二章主要介绍了Siamese-RPN跟踪器。从结构出发，分别介绍了网络的特征提取部分，RPN定位网络部分和网络输出的结构，对网络进行了详细的剖析。接着介绍了训练数据集的预处理步骤、在网络训练过程中的注意点和经验等。然后将跟踪....

图2-1SiamFC结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-第2章Siamese-RPN跟踪器2.1引言近年来，基于深度学习的跟踪算法屡屡在性能上取得突破，但是很多算法都牺牲了速度换取精度，而主动跟踪要求相机与目标协同运动，这就表示，基础的跟踪算法需要有至少达到实时的速度。除了速度外，算法在性能上也需....

图2-2跟踪器的基础Siamese-RPN结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-11-将孪生网络与RPN网络结合。在图像中布下anchors（锚点）进行定位判别，配合目标框回归，训练与测试时融合判别和回归的两部分损失函数，加强了定位和尺度变化方面的性能，丢弃尺度金字塔，进一步加快速度。Siamese-RPN网络主要由三个部分组....

图2-3特征提取AlexNet结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-参数。考虑到模型需在工程中使用对速度有一定的要求，而且接下来对模型的优化部分也需要使用一部分的算力，所以虽然更深的网络已经可以用在Siamese-RPN中，本课题仍然选用较为轻量级的AlexNet。图2-3特征提取AlexNet结构图Alex....

本文编号：4043029