基于序列圖像的機(jī)器人視覺定位技術(shù)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件、圖像處理、機(jī)器人等技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺越來越普遍地應(yīng)用到機(jī)器人領(lǐng)域。本文主要針對基于序列圖像的機(jī)器人的視覺定位技術(shù)展開研究，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)從視頻圖像序列中檢測到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并對其進(jìn)行跟蹤和三維定位，將位姿信息反饋給機(jī)器人，指導(dǎo)其執(zhí)行相應(yīng)的操作。本文在靜止攝像機(jī)的基礎(chǔ)上對視頻圖像中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行視覺定位的研究，研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 視覺定位測量模型。采用單目視覺系統(tǒng)，由線性攝像機(jī)模型推導(dǎo)出

2、定位測量模型。為了簡化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，提出了一些約束性的假設(shè)條件，選取質(zhì)心這個(gè)特征點(diǎn)來表達(dá)目標(biāo)，依據(jù)數(shù)學(xué)描述建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征推導(dǎo)出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，預(yù)測目標(biāo)的位姿，通過二維圖像的處理求解出目標(biāo)在世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，并把信息反饋給機(jī)器人。
　　 視頻圖像預(yù)處理。對視頻圖像序列進(jìn)行噪聲消除、平滑濾波、直方圖均衡化、形態(tài)學(xué)操作等處理，消除噪聲的影響，然后根據(jù)輪廓信息除去一些虛假的目標(biāo)，規(guī)整并突顯出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域

3、，為后續(xù)工作做準(zhǔn)備。
　　 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測和定位跟蹤。為了在保護(hù)背景模型不受運(yùn)動(dòng)目標(biāo)影響的同時(shí)迅速響應(yīng)背景的變化，本文采用改進(jìn)的自適應(yīng)混合高斯模型來更新背景，在HSV顏色空間里消除陰影，使檢測到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域更加準(zhǔn)確，利用輪廓信息確定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域并以此設(shè)置搜索窗口的初值，采用CamShift算法對彩色目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，應(yīng)用基于特征的運(yùn)動(dòng)分析方法估計(jì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合OpenCV，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并分析實(shí)驗(yàn)