基于激光輔助的球體跟蹤與識別.pdf

1、當前地球人口數(shù)量持續(xù)增加，人類消耗的資源也越來越多，因此隨著陸地上的資源逐漸枯竭，海洋資源的勘探與研究也吸引了越來越多國家的注意力。故作為水下研究載體的自主水下機器人也越來越受到大家的重視。當水下機器人在進行水下目標跟蹤和識別、水下管線探測和水下資源探測時，機器人的視覺系統(tǒng)為其運動和作業(yè)提供引導，故機器人視覺系統(tǒng)的應用研究受到了越來越多的關注，國際水下機器人大賽正是為了促進機器人水下目標識別與跟蹤技術的發(fā)展而設立的。
　　本論文以

2、水下機器人大賽為背景。首先，針對水下環(huán)境中的光照較弱和光照不均衡的狀況，分別給出了全局光照補償方法和非線性亮度自適應補償方法。全局光照補償方法對圖像光照進行了適當?shù)难a償，保留了圖像的正常信息，豐富了圖像的細節(jié)；非線性亮度自適應補償方法不僅有效地減弱了光照不均衡對圖像的影響，而且使圖像的信息丟失得較少，驗證了采用的顏色校正方法的合理性。其次，針對傳統(tǒng)背景消除法的目標檢測方法容易將變化的背景部分誤認為運動目標的現(xiàn)狀，本文在傳統(tǒng)背景消除法的基

3、礎上引入了一種自適應背景更新算法對其進行改進，最通過實驗驗證了改進后的檢測算法既保持了實時性，同時也具有更高的辨識精確度和魯棒性。然后，系統(tǒng)在識別和發(fā)現(xiàn)目標之后，采用了基于顏色特征的粒子濾波跟蹤算法對目標進行跟蹤和靠近。跟蹤實驗結果驗證了粒子濾波跟蹤算法跟蹤實時性好、抗噪聲干擾能力強，具有很好的環(huán)境適應性。最后，當系統(tǒng)接近目標后，采用一種激光輔助的方法，利用激光三角測距原理來得到圖像上的像素點所代表的目標長度和距離之間的關系，通過此函數(shù)