井下救援機(jī)器人手勢檢測與識(shí)別應(yīng)用研究.pdf

1、煤礦生產(chǎn)作為高危行業(yè)事故時(shí)有發(fā)生，井下救援任務(wù)艱巨、搜索環(huán)境復(fù)雜，人工搶險(xiǎn)存在危險(xiǎn)。而被困人員多以手勢為慣用的呼救方式，因此研究基于手勢跟蹤的救援機(jī)器人以代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工搜救，對(duì)保障救援人員生命安全有著重要實(shí)際意義。
　　 論文以基于機(jī)器視覺的救援機(jī)器人為平臺(tái)，通過研究復(fù)雜多變的手勢運(yùn)動(dòng)，研究適用于井下環(huán)境中的特定目標(biāo)跟蹤方法，并以此引導(dǎo)救援機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)手勢的跟蹤。
　　 針對(duì)井下光線分布不均與粉塵較多等問題，論

2、文研究了適用于井下環(huán)境的目標(biāo)檢測算法。對(duì)灰度圖像進(jìn)行霍特林變換，突出手勢目標(biāo)特征邊緣，增加信噪比；采用Roberts邊緣檢測算法對(duì)手勢目標(biāo)進(jìn)行邊緣檢測，并用K均值分類法對(duì)其進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)手勢的標(biāo)識(shí)；通過目標(biāo)的灰度分布性，改進(jìn)了Camshift差分法，提高了目標(biāo)跟蹤的精確性與穩(wěn)定性；針對(duì)井下手勢目標(biāo)在運(yùn)動(dòng)中大小和姿態(tài)變化，建立自主變換的手勢模板，自適應(yīng)改變伸縮比和旋轉(zhuǎn)角度，提高算法的匹配精度；針對(duì)跟蹤大面積干擾，增加判斷函數(shù)，引入背景

3、差與幀間差相與的目標(biāo)區(qū)域，作為重新初始化窗口。論文還提出一種基于等空間間距采樣的幾何定位法，對(duì)目標(biāo)定位；并能完成簡單的語義識(shí)別。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該算法具有很好的匹配精度、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，對(duì)于目標(biāo)的狀態(tài)和大小的變化以及粉塵遮蓋等現(xiàn)象有較好的適應(yīng)性。
　　 論文在以DSP為核心芯片的救援機(jī)器人平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)上述算法。調(diào)試結(jié)果表明，系統(tǒng)能在井下對(duì)手勢進(jìn)行跟蹤，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。最后，論文通過研究結(jié)果對(duì)井下救援機(jī)器人的手勢跟蹤方法進(jìn)行總結(jié)，對(duì)