仿生眼運(yùn)動(dòng)控制算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、人類視覺系統(tǒng)是獲取外界環(huán)境信息的重要感官，而且在目標(biāo)跟蹤、圖像獲取、感知理解等方面具有極其精巧復(fù)雜的生理機(jī)制。機(jī)器視覺讓機(jī)器能夠通過視覺感知環(huán)境信息，有助于增強(qiáng)機(jī)器的環(huán)境適應(yīng)能力，提高智能化程度。人類視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)和機(jī)理可以給機(jī)器視覺的研究很多啟發(fā)，將其應(yīng)用到工程領(lǐng)域，可以改進(jìn)機(jī)器的視覺感知能力，是很有意義的工作。本文仿生眼研究重點(diǎn)研究了仿生眼運(yùn)動(dòng)控制算法，主要工作如下:
　　本文首先分析了仿生眼研究的背景和意義，綜述了當(dāng)前研究現(xiàn)

2、狀并指出存在的主要問題，介紹了本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排。
　　第二，分析人類眼球的運(yùn)動(dòng)形式和特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，搭建了仿生眼硬件系統(tǒng)平臺(tái)和軟件仿真平臺(tái)，演示和驗(yàn)證本文的算法和模型。仿生眼硬件系統(tǒng)平臺(tái)可以完成圖像采集和處理并模擬人雙眼和頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)。軟件仿真平臺(tái)用Matlab編寫，可以用動(dòng)畫形象地表示在跟蹤目標(biāo)過程中頭部和眼球的運(yùn)動(dòng)。
　　第三，利用改進(jìn)的迭代最小二乘(RLS)算法和迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)實(shí)現(xiàn)平滑追蹤運(yùn)動(dòng)。采用一種

3、改進(jìn)的RLS算法對(duì)正弦運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)和計(jì)入空氣阻力且擺角較大的單擺運(yùn)動(dòng)的速度進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以抵消圖像處理的延時(shí)。改進(jìn)的RLS算法既可以快速適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)形式，又可以有效抵抗噪聲。利用迭代學(xué)習(xí)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)的平滑追蹤，若干個(gè)周期的學(xué)習(xí)后，可以達(dá)到準(zhǔn)確的跟蹤效果。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種算法的跟蹤效果。
　　第四，研究了掃視控制算法。分析了人類掃視生理模型的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上研究了掃視控 制模型。根據(jù)攝像機(jī)成像模型，推導(dǎo)出由目