移動(dòng)機(jī)器人視覺檢測和跟蹤研究.pdf

1、在移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中，視覺子系統(tǒng)是一個(gè)重要的組成部分，它為移動(dòng)機(jī)器人提供位置和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等信息，使機(jī)器人感知周圍工作環(huán)境。本文以移動(dòng)機(jī)器人通用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為背景，重點(diǎn)對基于全局?jǐn)z像機(jī)的目標(biāo)檢測與跟蹤問題和基于機(jī)器人局部攝像機(jī)的目標(biāo)檢測與跟蹤問題進(jìn)行了研究，同時(shí)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)算法與視覺子系統(tǒng)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果及性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。論文主要內(nèi)容如下：
　　首先，針對視覺檢測與跟蹤問題的具體特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，研究了圖像采集、噪聲消除和圖像分割等預(yù)處

2、理技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，對常用的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測算法進(jìn)行了比較、分析；針對現(xiàn)有方法的不足，設(shè)計(jì)了改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)歷史圖像目標(biāo)檢測算法，算法相對簡便、快速高效。進(jìn)一步結(jié)合Kalman濾波器以提高檢測準(zhǔn)確度和效率。同時(shí)設(shè)計(jì)了基于全局視覺的移動(dòng)機(jī)器人定位和跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)了全局?jǐn)z像機(jī)下移動(dòng)機(jī)器人的精確檢測和跟蹤。
　　其次，設(shè)計(jì)了基于局部視覺的移動(dòng)機(jī)器人定位和跟蹤算法。根據(jù)多機(jī)器人識(shí)別和檢測精度需要設(shè)計(jì)了彩色組合色標(biāo)，可適應(yīng)于多種環(huán)境。根據(jù)色標(biāo)特點(diǎn)，綜

3、合基于最小二乘的橢圓擬合算法和基于D-P算法的矩形檢測算法，完成了多機(jī)器人識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)亞像素級的高精度特征點(diǎn)檢測。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用多分辨率Lucas-Kanade方法進(jìn)行基于角點(diǎn)特征的多目標(biāo)跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)場景下對移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)健檢測和追蹤。
　　最后，在前述算法基礎(chǔ)上建立了移動(dòng)機(jī)器人視覺檢測和跟蹤實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)，為驗(yàn)證相關(guān)算法提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)研究，包括系統(tǒng)的總體框架、各模塊的主要功能、評估方法及適用范