基于YOLOv7的抛物运动轨迹绘制及实时预测

作     者：侯其哲 邹少辉 刘胜 欧建文 崔炜 刘益民 

作者机构：韶关学院智能工程学院广东韶关512005 岭南师范学院物理科学与技术学院广东湛江514048 广东松山职业技术学院计算机与信息工程学院广东韶关512126 

出 版 物：《轻工科技》 (Light Industry Science and Technology)

年 卷 期：2024年第40卷第2期

页      面：82-86,93页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(12205194) 广东省普通高校重点领域专项项目(2020ZDZX3068,2021ZDZX1124) 广东省普通高校青年创新人才类项目(2019KQNCX141) 韶关市科技计划项目(210809004530908) 韶关学院校级科研项目重点项目(SZ2019ZK07) 韶关学院人才引进项目(440-99000621) 

主　　题：目标检测 抛物运动 轨迹预测 轨迹跟踪 YOLOv7 

摘      要：针对物体在空中运动的跟踪、拦截等问题,提出一种基于YOLOv7目标检测算法的抛物运动轨迹绘制及实时预测。首先,采用YOLOv7-Tiny训练能够识别球类目标的模型,设计并实现对于连续画面采集的实时检测与目标绘制框架。接着,对仅受重力作用、阻力与速度成正比以及阻力与速度的平方成正比的抛物轨迹方程进行推导,构建轨迹预测算法。最后,通过实验测试画面采集速度和抛物轨迹预测的准确性,实现抛物轨迹跟踪和预测。结果表明,每秒检测帧数达103,球类目标的检测平均精度均值@0.5(mAP@0.5)和@0.5∶0.95(mAP@0.5∶0.95)分别达到89.1%和66.6%,阻力与速度成正比的抛物轨迹X、Y方向预测的准确度分别达到98.50%、98.67%,阻力与速度的平方成正比的抛物轨迹X、Y方向预测的准确度分别达到99.35%、99.12%。