基于機器人視覺的目標跟蹤技術研究.pdf

1、通信技術的發(fā)展日新月異，將無線通信技術應用于移動機器人控制日益展現(xiàn)出其獨有的優(yōu)勢與巨大的潛力。另一方面，作為移動機器人領域的重要研究方向之一，機器人視覺在各個應用領域的作用日益凸顯，而運動目標跟蹤算法則是機器人視覺領域重要且富有挑戰(zhàn)的研究課題。
　　本文對復雜背景特別是動態(tài)背景下的目標跟蹤算法做了相關研究，并結合Wi-Fi無線通信技術將其應用于移動機器人系統(tǒng)。首先搭建無線網(wǎng)絡作為移動機器人目標跟蹤系統(tǒng)的傳輸媒介，然后通過 USB攝

2、像頭感知周圍環(huán)境信息，以 Wi-Fi無線網(wǎng)絡為媒介，將目標跟蹤算法應用于上位機系統(tǒng)，實現(xiàn)移動機器人對運動目標的自動跟蹤。這個系統(tǒng)采用模塊化設計，分別從硬件實驗平臺搭建、目標跟蹤算法設計、整機調(diào)試與實驗分析三方面開展相關工作，論文的主要工作和具體內(nèi)容如下：
　　首先，選擇具有CMOS傳感器的USB攝像頭來采集視頻信息，選擇STC89C52RC作為主控芯片設計單片機最小系統(tǒng)電路，完成Wi-Fi無線傳輸模塊、電源轉換模塊、電機驅動模塊的

3、設計；然后，將各模塊搭建組合成完整的機器人硬件實驗平臺。
　　其次，學習研究了目標跟蹤算法所用到的基礎理論，包括圖像特征描述、光流法原理、壓縮感知理論以及三種目標跟蹤常用分類器模型：Boosting分類器、決策樹分類器和樸素貝葉斯分類器。
　　然后，針對動態(tài)背景下目標跟蹤，對比研究了 Online-MIL跟蹤算法、基于 TLD框架的跟蹤算法以及 CT跟蹤算法。通過多組實驗比較了三種跟蹤算法的跟蹤效果，給出了實驗結果；重點針對

4、后兩種跟蹤算法，通過5組不同參數(shù)的視頻序列對兩種算法的實時性、準確性進行了定量比較，最后給出了實驗結論與分析。鑒于準確性與實時性兩方面的考慮，決定選擇CT目標跟蹤算法應用于移動機器人平臺。
　　最后，基于Opencv開源計算機視覺庫和C++、C＃編程語言在VS2010編譯環(huán)境下開發(fā)機器人目標跟蹤上位機系統(tǒng)。針對單目攝像機無法感知與跟蹤目標間距離的缺陷，提出了兩種基于視覺的跟蹤策略，使之在單目攝像機下能夠對距離做出判斷。結合移動機器