機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)中彩色序別圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測、識(shí)別與跟蹤是機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。此外，這項(xiàng)技術(shù)在航天、軍事、工業(yè)過程控制、醫(yī)學(xué)研究、交通管制、飛機(jī)導(dǎo)航等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的目的就是通過對(duì)攝像機(jī)拍攝到的序列圖像進(jìn)行分析研究，快速識(shí)別出既定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在連續(xù)幀圖像中的位置、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)跟蹤、抓取、打擊或者達(dá)到改善運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)環(huán)境等目的。 本文簡述了國內(nèi)外機(jī)器人視覺伺服技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和

2、存在的問題，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。首先利用背景消減法獲得關(guān)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域的完整精確的描述，采用卡爾曼濾波器估計(jì)背景，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的快速檢測；其次，運(yùn)用線性離散卡爾曼濾波算法估計(jì)和預(yù)測運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和動(dòng)態(tài)參數(shù)，變?nèi)炙阉鳛榫植克阉鳎瑴p少了搜索空間，提高了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的快速性和實(shí)時(shí)性；此外，還對(duì)基于特征差異的彩色圖像目標(biāo)辨識(shí)方法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了目標(biāo)辨識(shí)的速度，對(duì)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)中攝像頭的標(biāo)定方法進(jìn)

3、行了工程簡化，滿足了實(shí)驗(yàn)需要。作者將上述研究成果應(yīng)用于原有的工業(yè)機(jī)器人視覺伺服控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進(jìn)行了多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人快速識(shí)別、跟蹤彩色運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)研究。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文提出的彩色序列圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測方法速度快、信息描述完整；彩色目標(biāo)的識(shí)別算法簡單易行、準(zhǔn)確率高；利用卡爾曼濾波跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的算法速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。上述研究成果不僅可以明顯改善多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人視覺伺服控制系統(tǒng)的性能，而且可以應(yīng)用到需要檢測、識(shí)別和跟蹤運(yùn)