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/*********版权所有（C）2014，武汉高德红外股份有限公司***************
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* 文件名称：Arith_AIDMonitor.h
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* 文件标识：目标跟踪
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* 内容摘要：执行目标跟踪操作
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* 其它说明：无
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* 当前版本：固化V2.0
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* 创建作者：08400yll
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* 创建日期：2024.09.02
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* 创建记录：
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* 修改日期：2022.09.05
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* 版 本 号：固化V1.0
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* 修 改 人：yll08400
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* 内容：1）重捕区域从目标丢失后向外扩展，观测区域设置为固定区域；
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* 2）。
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* 3）。
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* 4）。
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* 修改记录2：…
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#ifndef __Arith_TRACK_AI_MAIN_PIPE_H__
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#define __Arith_TRACK_AI_MAIN_PIPE_H__
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#include "Arith_Common.hpp"
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#include "PIPE/API_MOT_PipeProc.h"
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//#include "KCF/API_KCF_Tracker.h"
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#include "opencv2/opencv.hpp"
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#define AID_DEPTH_MAX 50 //AID监控邻居目标帧长度
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#define AID_NEIBOR_MAX 30 //AID监控邻居目标最大个数
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#define AID_FOOT_STEP 0.2 //AID监控踩点的帧频倍率，0.5表示p_GLB_Input->unFreq * AID_FOOT_STEP
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#define AID_FAST_FRM_PARM 3 //AID监控踩点计算要求最小个数,比如运动方向相似性需要至少3个踩点
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//表示AID_FAST_FRM_PARM * p_GLB_Input->unFreq * AID_FOOT_STEP才能使用轨迹判断
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#define AID_SLOW_FRM_PARM 6 //AID监控踩点计算要求最小个数,比如轨迹相似性需要至少6个踩点
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#define HSV_LIST_LENGTH 20 //hsv历史信息队列长度
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#define STATUS_LIST_LENGTH 30 //管道稳定性统计队列长度
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#define HSV_NUM 3 //提取主色数量
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#define HSV_WIDTH 32 //跟踪框处理范围
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#define HSV_HEIGHT 32
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typedef struct tagColorHis
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{
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FLOAT32 nMin_H; //H分量最小值
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FLOAT32 nMax_H; //H分量最大值
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FLOAT32 nMin_S; //S分量最大值
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FLOAT32 nMax_S; //S分量最大值
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FLOAT32 nMin_V; //V分量最大值
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|
FLOAT32 nMax_V; //V分量最大值
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FLOAT32 nSum_H; //分量总和
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FLOAT32 nSum_S;
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FLOAT32 nSum_V;
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FLOAT32 nMean_H; //分量均值
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FLOAT32 nMean_S;
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FLOAT32 nMean_V;
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SINT32 nColorCnt; //像素数量
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FLOAT32 fColorPercent; //分量占比
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FLOAT32 fColorMatch; //分量匹配率
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}HSV_Para;
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typedef struct tagColor
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{
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SINT32 nColorNum; //主色像素数
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FLOAT32 fColorPercent; //主色占比
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SINT32 nMatchId; //主色id
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FLOAT32 fColorMatch; //主色匹配率
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FLOAT32 nMin_H; //主色H分量最小值
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FLOAT32 nMax_H; //主色H分量最大值
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|
FLOAT32 nMin_S; //主色S分量最大值
|
|
|
FLOAT32 nMax_S; //主色S分量最大值
|
|
|
FLOAT32 nMin_V; //主色V分量最大值
|
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|
FLOAT32 nMax_V; //主色V分量最大值
|
|
|
FLOAT32 nMean_H; //分量均值
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FLOAT32 nMean_S;
|
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|
FLOAT32 nMean_V;
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|
FLOAT32 nFliter_H; //分量均值滤波
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FLOAT32 nFliter_S;
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FLOAT32 nFliter_V;
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FLOAT32 fFliterColorPercent;
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SINT32 bTargetCnt;
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UBYTE8 nColorID; //目标颜色类别
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UBYTE8 nFliterColorID; //目标颜色类别
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SINT32 nCnt; // 已记录的历史响应信息个数
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SINT32 nStep; //记录帧间隔
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SINT32 nStart; //历史循环队列头
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SINT32 nEnd; //历史循环队列末尾
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SINT32 nListSize; // 目标遮挡信息数组长度
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HSV_Para historyHSV[HSV_LIST_LENGTH]; //历史分量记录
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}ColorPara;
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typedef struct tagTargetStatus
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{
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BBOOL bPipeStabFlag; //识别管道是否稳定标志
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UBYTE8 nLostFlag;
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FLOAT32 fWHVar; //宽高变化方差
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|
FLOAT32 fWHMean; //宽高均值
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|
FLOAT32 fPtVar; //中心点位移方差
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|
FLOAT32 fPtMean; //中心点位移均值
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|
FLOAT32 fKFPredicError; //卡尔曼滤波预测误差
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|
POINT32F fKFPredicPoint; //卡尔曼滤波预测点
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FLOAT32 fCurrentWH; //当前帧宽高
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FLOAT32 fCurrentXY; //当前帧中心点波动
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SIZE32F sfSize; //当前帧目标宽高
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|
POINT32F ptCenPos; //当前帧目标中心点
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|
SINT32 nCnt; // 已记录的历史响应信息个数
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SINT32 nStep; //记录帧间隔
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|
SINT32 nStart; //历史循环队列头
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SINT32 nEnd; //历史循环队列末尾
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|
SINT32 nListSize; // 目标遮挡信息数组长度
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|
SIZE32F historySize[STATUS_LIST_LENGTH];//历史宽高信息
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POINT32F historyCenPos[STATUS_LIST_LENGTH];//历史中心点信息
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}TargetStatus;
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typedef enum AITScaleType_tag
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{
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CAL_WIDTH = 0, //计算宽度信息
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CAL_HEIGHT = 1, //计算高度信息
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|
CAL_WHRATIO = 2 //计算宽高比信息
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}AITScaleType;
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typedef struct tagAIDFeatureFluc
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|
{
|
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FLOAT32 fStd; //标准差
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FLOAT32 fMean; //均值
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|
FLOAT32 fMin; //最小值
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|
FLOAT32 fMax; //最大值
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|
}AID_FEATURE_FLUC;
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|
//邻居目标特征 + 邻居目标与主跟踪目标的关系结构体,单帧信息
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|
typedef struct pipeRelationship
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|
{
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|
BBOOL bLost; //邻居目标当前状态是否在记忆
|
|
|
UINT32 unFrmId; //当前帧编号
|
|
|
ANGLE32F afAngle; //目标方位角、俯仰角
|
|
|
POINT32F pfCenPos; //区域的中心点坐标
|
|
|
SIZE32F snSize; //目标宽高
|
|
|
FLOAT32 fRelationIOU; //邻居目标与主跟踪目标的IOU
|
|
|
FLOAT32 fCenDisXY; //邻居目标与主跟踪目标的中心距离
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|
DOUBLE64 dColorHu[9]; //邻居目标的颜色特征(单帧)
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|
//DOUBLE64 fReIDArray[512]; //邻居目标的ReID特征(单帧)【】
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}LONGRELATION;
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|
//邻居目标特征 + 邻居目标与主跟踪目标的关系结构体,单帧信息
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|
typedef struct pipeShortRelationship
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|
{
|
|
|
BBOOL bLost; //邻居目标当前状态是否在记忆
|
|
|
UINT32 unFrmId; //当前帧编号
|
|
|
ANGLE32F afAngle; //目标方位角、俯仰角
|
|
|
POINT32F pfCenPos; //区域的中心点坐标
|
|
|
SIZE32F snSize; //目标宽高
|
|
|
FLOAT32 fRelationIOU; //邻居目标与主跟踪目标的IOU
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|
FLOAT32 fCenDisXY; //邻居目标与主跟踪目标的中心距离
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}SHORTRELATION;
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|
//邻居目标与主跟踪目标的关系结构体，仅统计观测区域范围内,代表一个周围目标的多帧信息
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typedef struct NEIBORTAR
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{
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|
BBOOL bOccupy; //表示被占用标记
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|
BBOOL bMoved; //运动状态是否运动的(累计时序信息统计)
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|
|
BBOOL bCreateBeforeLost; //创建时机是否在主目标丢失前
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|
UBYTE8 ubEnd; //最新帧编号
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|
UBYTE8 ubShortEnd; //队列尾(控制角度位置,实时刷新)
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|
UBYTE8 ubLongEnd; //队列尾(控制角度位置,间隔刷新)
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|
UBYTE8 ubEndFeature; //队列尾(控制特征)
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UBYTE8 ubIndex; //在MASTERAIDMONITOR当中占据的索引
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|
UINT16 ubUpdatePoint; //更新点,只有达到更新点才能更新数据
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SINT16 uAIDirection; //受监控管道运动方向(累计时序信息统计)
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BBOOL bUseAIDirection; //方向可用性
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SINT32 nAlarmBatchID; //管道告警编号,表示在管道数组当中的索引
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|
SINT32 nRelationCnt; //邻居目标与主跟踪目标建立关系的帧计数
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|
SINT32 nShortRecordCnt; //帧统计次数，每次更新到帧数组进行累加（间隔刷新)
|
|
|
SINT32 nLongRecordCnt; //帧统计次数，每次更新到帧数组进行累加（间隔刷新)
|
|
|
SINT32 nNoUpdateCnt; //连续未更新帧计数(用来控制监控信息被删除)
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|
|
FLOAT32 fDisStart; //开始距离，开始统计时的距离
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|
FLOAT32 f3sDisMove; //目标在最近3s内的移动距离，像素衡量
|
|
|
ANGLE32F f3sAglMove; //目标在最近3s内的移动距离，角度衡量
|
|
|
ANGLE32F afBornAgl; //目标初始角度
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RECT16S rsCurrentBox;
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|
SPEED32F sfAglSpeed; //目标方向
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SINT32 nReIDDims; //邻居目标的ReID特征维度
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FLOAT32* fReIDFeature; //邻居目标的ReID特征(多帧)
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SHORTRELATION ShortRelation[AID_DEPTH_MAX];//邻居目标实时存储信息数组，目的用于捕获变化(单帧)
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LONGRELATION LongRelation[AID_DEPTH_MAX];//邻居目标间隔存储信息数组，目的用于寻求稳定(单帧)
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}NEIBOR;
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//主跟踪目标结构体,单帧信息
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typedef struct FRMMAINOBJ_Tag
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{
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UINT32 unFrmId; //当前帧编号
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|
ANGLE32F afAngle; //目标方位角、俯仰角
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|
POINT32F pfCenPos; //区域的中心点坐标
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|
SIZE32F snSize; //目标宽高
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}FRMMAINOBJ;
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//主跟踪目标与周围目标的关系结构体，仅统计观测区域范围内,代表一个周围目标的多帧信息
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typedef struct AIDMAINOBJ_Tag
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{
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BBOOL bOccupy; //表示被占用标记
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|
BBOOL bLost; //表示当前跟踪管道没有对应的AI识别管道
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|
BBOOL bMoved; //运动状态是否运动的(累计时序信息统计)
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UBYTE8 ubEnd; //队列尾
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POINT32F pfCenPos; //区域的中心点坐标
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SIZE32F snSize; //目标宽高
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|
UINT16 ubUpdatePoint; //更新点,只有达到更新点才能更新数据
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|
SINT16 uAIDirection; //受监控管道运动方向(累计时序信息统计)
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|
BBOOL bUseAIDirection; //具备方向统计性
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SINT32 nStatisticCnt; //帧统计次数，每次更新到帧数组进行累加
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UINT32 unExistCnt; //已存在帧数
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UINT32 unContiLostCnt; //持续丢失帧计数
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UINT32 unContiTrackedCnt;//持续跟踪计数
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|
SINT32 nNoUpdateCnt; //连续未更新帧计数(用来控制监控信息被删除)
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FLOAT32 f3sDisMove; //目标在最近3s内的移动距离，像素衡量
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|
|
ANGLE32F f3sAglMove; //目标在最近3s内的移动距离，角度衡量
|
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|
ANGLE32F afBornAgl; //目标初始角度
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DOUBLE64 dColorHu[9]; //主跟踪目标的颜色特征(多帧)
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SINT32 nReIDDims; //主跟踪目标的ReID特征维度
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FLOAT32 fReIDFeature[GLB_REID_FEATURE_DIMS];//主跟踪目标的ReID特征(多帧统一为1个数据)
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SINT32 nJamCnt; //主跟目标干扰计数
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FLOAT32 fTrackIou; //与跟踪目标最大IOU
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SINT32 nTrackId; //主跟踪识别管道id
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FRMMAINOBJ FrmRelation[AID_DEPTH_MAX];//建立与主跟踪目标最近的管道目标关系(单帧)
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ColorPara pColorInfo;
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}AIDMAINOBJ;
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typedef struct MASTERTARPIPE
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{
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SINT32 nNeighborCnt; //在观测区域的邻域目标个数--正常跟踪数量
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UBYTE8 uDevideEvent; //事件判断：主目标和邻域目标分开-合并-分开的过程2-1-2
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SINT32 nSameDirectCnt; //同向运动目标个数,X或Y方向15个像素以内，每帧动态更新--也是危险目标
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SINT32 nOppositeDirectCnt; //反向交错目标个数
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SINT32 nMaxIouId; //与主跟目标最大IOU对应的邻居id
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FLOAT32 fMaxIou; //与主跟目标最大IOU
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SINT32 nBestArrestId; //重捕最优目标ID
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|
SINT32 nTargetNum; //通过全部条件筛选的目标个数
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SINT32 nArrestIdArray[AID_DEPTH_MAX]; //可重捕目标id
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NEIBOR nNeiborInfo[AID_NEIBOR_MAX];//邻域目标信息，邻域范围最多处理目标个数；
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AIDMAINOBJ nMainInfo; //主目标信息
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}MASTERAIDMONITOR;
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class AID_Monitor
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{
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public:
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|
AID_Monitor();
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~AID_Monitor();
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private:
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/*************************************
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* Method: isIn_Monitor_Info()
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* Func Discription: 基于输入管道编号，在监控队列当中查询是否存在监控节点
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* CreateData: 2024/9/9
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* Input Param: SINT32 nPipeID：待查询的管道编号
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* Output Param:
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* Return: BBOOL
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* Call Relation:
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|
* Other Discription:
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*************************************/
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|
NEIBOR* isIn_Monitor_Info(SINT32 nPipeID, BBOOL& finded);
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void cal_Recap_Area(GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, PIPE* m_LockingPipe, RECT16S& RecapRect);
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//计算与跟踪相关的识别管道id
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|
void cal_MainPipe_ID(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, PIPE* m_LockingPipe, API_MOT_PIPE* g_GLB_PipeProc);
|
|
|
|
|
|
/*************************************
|
|
|
* Method: add_newMonitorObj()
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|
|
* Func Discription: 添加新的监控目标，首次创建
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|
* CreateData: 2024/9/9
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|
* Input Param: NEIBOR * pNeibor：被添加到监控队列的位置
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|
* Input Param: PIPE * pAddPipe：被添加的管道
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* Output Param:
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|
* Return: void
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|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
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|
|
*************************************/
|
|
|
void add_newMonitorObj(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, NEIBOR* pNeibor, PIPE* pAddPipe, SINT32 nPipeId);
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/*************************************
|
|
|
* Method: delete_MonitorObj()
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|
|
* Func Discription: 删除监控目标
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|
* CreateData: 2024/9/11
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|
* Input Param: NEIBOR * pNeibor
|
|
|
* Output Param:
|
|
|
* Return: void
|
|
|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
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|
|
*************************************/
|
|
|
void delete_MonitorObj(NEIBOR* pNeibor);
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|
|
|
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/*************************************
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|
|
* Method: update_Main_Info()
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|
|
* Func Discription: 更新主跟踪目标信息，位置、轨迹、颜色、reID等
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|
|
* CreateData: 2024/9/11
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|
* Input Param: GLB_INPUT * p_GLB_Input
|
|
|
* Input Param: OBJECTSTATUS * ObjStatus
|
|
|
* Output Param:
|
|
|
* Return: void
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|
|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
|
|
|
*************************************/
|
|
|
void update_Main_Info(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus);
|
|
|
|
|
|
//更新主管道目标信息
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|
|
void update_MainPipe_Info(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, PIPE* pMainPipe, OBJECTSTATUS* ObjStatus);
|
|
|
|
|
|
//更新邻居管道目标信息
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|
|
void update_NeiborPipe_info(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, PIPE* pPipe, OBJECTSTATUS* ObjStatus, SINT32 nPipeId);
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/*************************************
|
|
|
* Method: update_MonitorObj()
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|
* Func Discription: 对已添加的监控队列进行维护，包括更新信息，考虑到对地目标通常运动速度较慢，
|
|
|
为了在时序利用有效的空间，得到更加准确的结果，更新数据时间隔0.5S
|
|
|
* CreateData: 2024/9/9
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|
|
* Input Param: GLB_INPUT * p_GLB_Input
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|
|
* Input Param: OBJECTSTATUS * ObjStatus
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|
|
* Input Param: NEIBOR * pNeibor
|
|
|
* Input Param: PIPE * pAddPipe
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|
|
* Output Param:
|
|
|
* Return: void
|
|
|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
|
|
|
*************************************/
|
|
|
void update_MonitorObj(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, NEIBOR* pNeibor, PIPE* pAddPipe);
|
|
|
|
|
|
/*************************************
|
|
|
* Method: update_Monitor_Info()
|
|
|
* Func Discription:
|
|
|
* CreateData: 2024/9/9
|
|
|
* Input Param: GLB_INPUT * p_GLB_Input
|
|
|
* Input Param: OBJECTSTATUS * ObjStatus
|
|
|
* Input Param: API_MOT_PIPE * g_GLB_PipeProc
|
|
|
* Output Param:
|
|
|
* Return: void
|
|
|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
|
|
|
*************************************/
|
|
|
void update_Monitor_Info(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, API_MOT_PIPE* g_GLB_PipeProc);
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/*************************************
|
|
|
* Method: get_Recap_Candidate()
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* Func Discription:在监控信息上获得重捕管道候选
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|
// 排除方法1：在目标丢失前创建的排除
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// 排除方法2：在重捕区域外的排除
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// 排除方法3：运动方向相反的排除
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// 排除方法4：静止运动状态不一致的排除
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// 最佳排序：轨迹相似性 + 运动方向相似度 + 位移相似度（相同时间） + 尺度相似性 + 外观特性相似性（颜色、reID）-->综合决策
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|
// 送出目标的时机是目标未丢失，与其它管道无IOU、尺度变化平稳（避免在遮挡、干扰过程中送出）
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* CreateData: 2024/9/10
|
|
|
* Output Param:
|
|
|
* Return: void
|
|
|
* Call Relation:
|
|
|
* Other Discription:
|
|
|
*************************************/
|
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SINT32 get_Recap_Candidate(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS* ObjStatus, API_MOT_PIPE* g_GLB_PipeProc);
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//更新邻居目标与主跟踪之间的关系
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void update_TrackNeibor_Info(GLB_INPUT* p_GLB_Input, SINT32 nMaxPipeNum, PIPE* pArrayList, OBJECTSTATUS* ObjStatus);
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//更新目标颜色信息
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BBOOL getMainColorInfo(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, RECT16S rsBox, AIDMAINOBJ* pMainInfo, UBYTE8 nMode);
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//计算目标颜色匹配结果
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BBOOL calcMainColorMatchInfo(UBYTE8* img, SINT32 nWidth, SINT32 nHeight, ColorPara* pMainColorInfo, UBYTE8 nMode);
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//更新目标颜色队列信息
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void recordObjColorInfo(ColorPara* pMainColorInfo, BBOOL bSuccess);
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//颜色信息滤波值估算
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void objColorInfoFliter(ColorPara* pMainColorInfo);
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//清理主目标信息
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void memory_MainInfo();
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//计算管道目标稳定性
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void calcPipeStability(TargetStatus* objPipeStatus, RECT32F rfBox, SINT32 nWidth, SINT32 nHeight);
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//宽高方差计算函数
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FLOAT32 calcWHStability(TargetStatus* objPipeStatus);
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// 中心点位移MSE计算函数
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FLOAT32 calcPositionStability(TargetStatus* objPipeStatus, SINT32 nWidth, SINT32 nHeight);
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//计算卡尔曼滤波预测误差
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FLOAT32 calcKFPredictError(TargetStatus* objPipeStatus);
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public:
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UINT16 updateFreq; // 更新频率
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FLOAT32 fWStartExpand; // 重捕区域宽度扩展起始值
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FLOAT32 fHStartExpand; // 重捕区域高度扩展起始值
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//全局变量
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RECT16S ObservRect; // 观测区
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RECT16S RecapRect; // 重捕区
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MASTERAIDMONITOR masterPipeMonitor; // 监控信息
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TargetStatus m_pPipeStatus;
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//cv::KalmanFilter m_kf;
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UBYTE8 m_ubLostStatus;
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UBYTE8 m_ubArrestStatus;
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FLOAT32 m_ArrestWH; //重捕宽高阈值参数
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UBYTE8 m_ColorImg[HSV_WIDTH*HSV_HEIGHT*3];
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public:
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//--接口函数声明--
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AID_Monitor* Create();
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void Destroy(AID_Monitor* obj);
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/*************************************
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* Method: Process()
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* Func Discription: 基于AI检测的管道监控处理
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* CreateData: 2024/9/5
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* Input Param: PIPE* m_LockingPipe：主跟踪管道
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* Input Param: API_MOT_PIPE * g_GLB_PipeProc：管道数组
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* Output Param:
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* Return: void
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* Call Relation:
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* Other Discription:
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*************************************/
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void Process(GD_VIDEO_FRAME_S img, GLB_INPUT* p_GLB_Input, OBJECTSTATUS *ObjStatus, PIPE* m_LockingPipe, API_MOT_PIPE* g_GLB_PipeProc);
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//初始化参数
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void initPara();
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MASTERAIDMONITOR* getAIDMasterInfo();
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};
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#endif
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