自适应航拍多车地面速度估计-An Adaptive Framework for Multi-Vehicle Ground Speed Estimation in Airborne Videos

本文提出一种基于无人机航拍视频的智能监控系统,用于实时地面车辆速度估计。通过创建交通数据集,运用深度学习检测算法及检测-跟踪算法获取车辆轨迹,结合单应性矩阵计算方法,实现复杂环境下精准速度评估。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

论文地址:https://www.mdpi.com/2072-4292/11/10/1241

摘要

        随着快速发展在无人机领域,基于无人机的智能空中监控系统被展示通过实时地面车辆速度估计已经吸引广泛的注意来自研究者们。然而,仍然存在一些挑战在提取速度信息从航拍视频中,包括动态移动背景,小目标大小,复杂的环境,各种场景。在这篇文章中,我们提出了一个新颖适应框架对多车地面速度估计在航拍视频中。首先,我们创建了一个交通数据集基于无人机航拍。然后,我们使用深度学习检测算法去检测车辆在无人机视角和获得轨迹在图像中通过检测-跟踪算法。另外,我们展示了一个运动计算方法基于单应性矩阵。这个方法获得匹配特征点通过一个光流方法和消除影响在检测目标来精确计算单应性矩阵确定真正的运动轨迹在当前帧。最后,车辆速度评估基于图相关在像素距离和实际距离。这个方法利用实际大小车的先验信息和适应像素尺度通过评估车辆大小在图像中;然后计算出车辆速度。为了评估性能我们所提出的系统,我们进行了大量的实验在AirSim仿真平台以及真实的无人机飞行实验。通过多次高质量分析仿真结果和真实的实验,我们证明这个提出的系统拥有较好的能力在检测,跟踪,以及估计速度对的地面车量同步进行,即使使用一个向下观看相机。另外,这个系统提供有效和高精度速度评估结果,即使在各种复杂结果。

不同场景下的速度评估

车辆速度估计的整体框架

速度估计计算方法

了解更多关于《计算机视觉与图形学》相关知识,请关注公众号:

下载我们视频中代码和相关讲义,请在公众号回复:计算机视觉课程资料

### 自适应K-means算法概述 自适应K-means是一种改进型的K-means聚类算法,旨在解决传统K-means的一些局限性。该算法能够动态调整簇数量以及质心位置,从而减少对预设参数的依赖并提高模型鲁棒性和准确性。 #### 原理 自适应K-means的核心在于引入了一种机制来自动确定最优簇数目\( K \),而不是由用户事先给定。这一过程通常基于某种准则函数或统计测试来进行评估。当新样本加入时,如果其距离现有各簇中心都较远,则认为应新增一个簇;反之则将其分配至最近的一个已有簇内[^1]。 此外,为了克服初始质心选择带来的影响,自适应版本可能会采用更稳健的方法初始化这些点的位置,例如利用密度峰值寻找潜在的良好起点[^4]。 #### 实现方法 以下是Python中实现自适应K-means的一种方式: ```python import numpy as np from sklearn.cluster import KMeans class AdaptiveKMeans: def __init__(self, threshold=0.5): self.threshold = threshold def fit(self, X): n_samples = X.shape[0] labels_ = [] for i in range(n_samples): if not labels_: # 如果还没有任何簇 labels_.append(0) continue distances = [np.linalg.norm(X[i]-X[j]) for j in range(i)] min_distance_idx = np.argmin(distances) if distances[min_distance_idx] > self.threshold: labels_.append(len(set(labels_))) else: labels_.append(min_distance_idx) kmeans = KMeans(n_clusters=len(set(labels_)), random_state=0).fit(X) return kmeans.labels_ ``` 此代码片段展示了一个简单的自定义`AdaptiveKMeans`类,它会遍历输入数据集中的每一个实例,并决定是创建新的簇还是将其指派给现有的某个簇。最终调用了标准的`sklearn.cluster.KMeans`完成正式训练[^2]。 #### 应用场景 自适应K-means特别适用于那些难以提前估计合适簇数目的情况,尤其是在处理高维空间下的复杂结构化数据时表现出色。典型的应用领域包括但不限于: - **客户细分**:帮助企业识别不同类型的消费者群体而无需人工设定分组数目; - **异常检测**:用于发现网络流量模式中的不寻常行为,其中正常活动与攻击事件之间的界限可能模糊不清; - **图像压缩**:通过量化颜色值达到降低文件大小的目的,此时合适的色彩类别数量往往未知且变化端[^3]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值