基于機器視覺的無人車跟蹤算法研究.pdf

1、無人車是指無需人員操控的集環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、自動控制等功能于一身的地面自主移動車輛系統(tǒng)，可輔助或代替人類在復雜地形條件下完成既定任務。在無人車多車協(xié)作和調度的應用場景中，準確實時的目標跟蹤是多車協(xié)同系統(tǒng)的前提和保障?；趥鹘y(tǒng)固定攝像機模式的無人車系統(tǒng)在目標跟蹤過程中具有視野狹窄的缺點，增加了無人車目標跟蹤的難度和系統(tǒng)的復雜度。
　　針對傳統(tǒng)固定攝像機模式在車輛目標跟蹤過程中的不足，本文在實驗室自主設計研發(fā)的無人車平臺上采用可以自

2、由轉動的云臺攝像機，研究基于云臺攝像機視覺的無人車跟蹤算法。首先，對現有無人車架構進行分析，使用云臺攝像機代替固定攝像機，結合跟蹤任務特點和車載設備類型，對基于云臺攝像機的無人車整體結構進行了設計;第二，對云臺攝像機的視覺伺服控制算法進行研究，設計了一種基于圖像坐標偏移反饋的云臺運動控制算法。該算法使云臺可根據目標相對位置驅動攝像機轉動追蹤標靶，從而保證目標標靶質心始終處于圖像中心位置，有效解決了無人車跟蹤過程中傳統(tǒng)固定攝像機視野受限、

3、目標跟蹤丟失的問題;第三，研究了基于改進的POSIT迭代算法的單目視覺位姿估計，在此基礎上融合單目視覺位姿信息和慣性導航信息進行無人車跟蹤算法研究。該算法使用擴展卡爾曼濾波融合視覺位姿信息和慣性導航信息，可以針對跟蹤目標實現較為精確的位姿估計，從而實現實時的目標跟蹤;第四，對無人車舵機控制系統(tǒng)進行研究，設計了一種可實時自主調節(jié)的S曲線局部路徑規(guī)劃方法。該方法可在位姿估計的基礎上對無人車的跟蹤行為進行決策。然后，研究了基于增量式PID算法