基于圖像局部不變特征的機(jī)器人視覺伺服.pdf

1、機(jī)器人視覺伺服控制中如何提高機(jī)器人的靈活性和對環(huán)境的適應(yīng)能力一直是人們研究的熱點(diǎn)問題。其關(guān)鍵技術(shù)就是圖像特征的快速提取和機(jī)器人控制器的設(shè)計。圖像特征的選取通常采用物體的幾何特征,如拐點(diǎn)、邊(直線、圓弧)、區(qū)域面積等。在一些應(yīng)用場合,這類方法不能取得好的效果,必須利用更多的約束條件及其他檢測方法。在伺服過程中目標(biāo)圖像特征被遮蓋,現(xiàn)有的全局特征提取方法,在視頻圖像序列中進(jìn)行特征提取時幀間穩(wěn)定性較差。而關(guān)于機(jī)器人視覺伺服控制方法的研究,大部分

2、都是基于圖像雅克比矩陣模型來描述機(jī)器人的手眼映射關(guān)系,若在伺服過程中陷入圖像雅克比矩陣的奇異點(diǎn),容易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。
　　本文提出了一種基于SURF的目標(biāo)跟蹤算法,將經(jīng)典的局部特征提取算法SURF算法應(yīng)用于圖像序列,并使用了簡便有效地感興趣區(qū)域的預(yù)測方法預(yù)測目標(biāo)位置,實(shí)驗(yàn)證明該算法在背景復(fù)雜、目標(biāo)旋轉(zhuǎn)、遮擋、目標(biāo)視角及大小變化、環(huán)境光照突然變化以及動態(tài)背景的情況下均能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的跟蹤。這種算法計算簡單,在硬件加速的條件下處理速度能達(dá)

3、到實(shí)時,能夠在視頻序列中準(zhǔn)確地獲得目標(biāo)位置,對于不同目標(biāo)具有通用性,在工業(yè)系統(tǒng)中有一定的應(yīng)用價值。
　　本文在機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)中采用了基于圖像的直接視覺伺服控制方法,不需要三維重建,不利用圖像雅可比矩陣,直接由特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動。系統(tǒng)中使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來擬合非線性的機(jī)器人手眼映射關(guān)系,不需要復(fù)雜的公式和推導(dǎo),就可以達(dá)到很好的映射效果。
　　本文使用VC++編程,將基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)在MOTO