基于多傳感器信息的機器人運動目標檢測與跟蹤.pdf

1、運動目標檢測與跟蹤是指從場景中檢測出運動物體，并對該物體進行隨動跟蹤的過程，是機器人智能化、人機交互的重要組成部分。目前，絕大多數(shù)跟蹤系統(tǒng)主要基于視覺信息。由于單一視覺缺乏距離信息，通過采用其他傳感器信息作為補充，可以實現(xiàn)較好的跟蹤效果。
　　針對室內較復雜環(huán)境下運動目標的檢測與跟蹤，本文基于單目攝像頭的移動機器人平臺，采用聲納環(huán)作為輔助傳感器，提出了一種基于距離加權的多傳感器信息融合跟蹤方法:利用視覺和聲納環(huán)提取運動目標信息，分

2、別采用視覺伺服與聲納網格制定跟蹤策略，依據傳感器特性對決策進行加權，構建了運動目標自主檢測與機器人跟蹤控制應用系統(tǒng)。
　　首先，搭建了機器人運動目標檢測系統(tǒng)的軟硬件平臺，結合項目方案對笛卡爾坐標系統(tǒng)、機器人運動學模型、攝像機投影模型以及圖像雅可比矩陣進行了分析，利用接口函數(shù)實現(xiàn)了頂層目標跟蹤系統(tǒng)對底層機器人控制庫函數(shù)的調用。
　　然后，為了獲取目標位置，利用基于自適應三幀差與背景更新方法提取運動目標區(qū)域，通過重心法確定目標中

3、心。在此基礎上，針對機器人跟蹤過程滯后于目標當前位置的問題，采用卡爾曼濾波器對運動目標位置進行預測與更新，通過實驗檢驗了預測效果。
　　最后，利用多傳感器信息融合實現(xiàn)室內場景下的運動目標跟蹤。為了克服機器人運動產生的圖像背景偏差，提出了一種基于運動的背景補償方法。對機器人視覺伺服模型和聲納網格模型進行了分析，分別建立了基于圖像的機器人視覺伺服跟蹤策略和基于聲納網格的機器人目標跟蹤策略。通過對不同傳感器覆蓋范圍、測量精度進行分析，制