基于機(jī)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(fù)雜地形條件下完成既定任務(wù)。在無人車多車協(xié)作和調(diào)度的應(yīng)用場景中，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的目標(biāo)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(jī)模式的無人車系統(tǒng)在目標(biāo)跟蹤過程中具有視野狹窄的缺點(diǎn)，增加了無人車目標(biāo)跟蹤的難度和系統(tǒng)的復(fù)雜度。
　　針對傳統(tǒng)固定攝像機(jī)模式在車輛目標(biāo)跟蹤過程中的不足，本文在實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)研發(fā)的無人車平臺上采用可以自

2、由轉(zhuǎn)動的云臺攝像機(jī)，研究基于云臺攝像機(jī)視覺的無人車跟蹤算法。首先，對現(xiàn)有無人車架構(gòu)進(jìn)行分析，使用云臺攝像機(jī)代替固定攝像機(jī)，結(jié)合跟蹤任務(wù)特點(diǎn)和車載設(shè)備類型，對基于云臺攝像機(jī)的無人車整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì);第二，對云臺攝像機(jī)的視覺伺服控制算法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種基于圖像坐標(biāo)偏移反饋的云臺運(yùn)動控制算法。該算法使云臺可根據(jù)目標(biāo)相對位置驅(qū)動攝像機(jī)轉(zhuǎn)動追蹤標(biāo)靶，從而保證目標(biāo)標(biāo)靶質(zhì)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(jī)視野受限、

3、目標(biāo)跟蹤丟失的問題;第三，研究了基于改進(jìn)的POSIT迭代算法的單目視覺位姿估計(jì)，在此基礎(chǔ)上融合單目視覺位姿信息和慣性導(dǎo)航信息進(jìn)行無人車跟蹤算法研究。該算法使用擴(kuò)展卡爾曼濾波融合視覺位姿信息和慣性導(dǎo)航信息，可以針對跟蹤目標(biāo)實(shí)現(xiàn)較為精確的位姿估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的目標(biāo)跟蹤;第四，對無人車舵機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種可實(shí)時(shí)自主調(diào)節(jié)的S曲線局部路徑規(guī)劃方法。該方法可在位姿估計(jì)的基礎(chǔ)上對無人車的跟蹤行為進(jìn)行決策。然后，研究了基于增量式PID算法