基于多傳感器信息的機(jī)器人運動目標(biāo)檢測與跟蹤.pdf

1、運動目標(biāo)檢測與跟蹤是指從場景中檢測出運動物體，并對該物體進(jìn)行隨動跟蹤的過程，是機(jī)器人智能化、人機(jī)交互的重要組成部分。目前，絕大多數(shù)跟蹤系統(tǒng)主要基于視覺信息。由于單一視覺缺乏距離信息，通過采用其他傳感器信息作為補(bǔ)充，可以實現(xiàn)較好的跟蹤效果。
　　針對室內(nèi)較復(fù)雜環(huán)境下運動目標(biāo)的檢測與跟蹤，本文基于單目攝像頭的移動機(jī)器人平臺，采用聲納環(huán)作為輔助傳感器，提出了一種基于距離加權(quán)的多傳感器信息融合跟蹤方法:利用視覺和聲納環(huán)提取運動目標(biāo)信息，分

2、別采用視覺伺服與聲納網(wǎng)格制定跟蹤策略，依據(jù)傳感器特性對決策進(jìn)行加權(quán)，構(gòu)建了運動目標(biāo)自主檢測與機(jī)器人跟蹤控制應(yīng)用系統(tǒng)。
　　首先，搭建了機(jī)器人運動目標(biāo)檢測系統(tǒng)的軟硬件平臺，結(jié)合項目方案對笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)器人運動學(xué)模型、攝像機(jī)投影模型以及圖像雅可比矩陣進(jìn)行了分析，利用接口函數(shù)實現(xiàn)了頂層目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)對底層機(jī)器人控制庫函數(shù)的調(diào)用。
　　然后，為了獲取目標(biāo)位置，利用基于自適應(yīng)三幀差與背景更新方法提取運動目標(biāo)區(qū)域，通過重心法確定目標(biāo)中

3、心。在此基礎(chǔ)上，針對機(jī)器人跟蹤過程滯后于目標(biāo)當(dāng)前位置的問題，采用卡爾曼濾波器對運動目標(biāo)位置進(jìn)行預(yù)測與更新，通過實驗檢驗了預(yù)測效果。
　　最后，利用多傳感器信息融合實現(xiàn)室內(nèi)場景下的運動目標(biāo)跟蹤。為了克服機(jī)器人運動產(chǎn)生的圖像背景偏差，提出了一種基于運動的背景補(bǔ)償方法。對機(jī)器人視覺伺服模型和聲納網(wǎng)格模型進(jìn)行了分析，分別建立了基于圖像的機(jī)器人視覺伺服跟蹤策略和基于聲納網(wǎng)格的機(jī)器人目標(biāo)跟蹤策略。通過對不同傳感器覆蓋范圍、測量精度進(jìn)行分析，制