機器人視覺伺服系統(tǒng)中彩色序別圖像運動目標檢測與跟蹤技術研究.pdf

1、運動目標的檢測、識別與跟蹤是機器人視覺伺服系統(tǒng)中的關鍵技術。此外，這項技術在航天、軍事、工業(yè)過程控制、醫(yī)學研究、交通管制、飛機導航等領域也有著廣泛的應用前景。運動目標跟蹤的目的就是通過對攝像機拍攝到的序列圖像進行分析研究，快速識別出既定的運動目標并計算出運動目標在連續(xù)幀圖像中的位置、速度、加速度等運動參數(shù)，從而實現(xiàn)對運動目標的實時跟蹤、抓取、打擊或者達到改善運動目標的運動環(huán)境等目的。 本文簡述了國內(nèi)外機器人視覺伺服技術發(fā)展狀況和

2、存在的問題，在此基礎上對機器人視覺伺服控制系統(tǒng)的一些關鍵技術進行了研究。首先利用背景消減法獲得關于運動目標區(qū)域的完整精確的描述，采用卡爾曼濾波器估計背景，實現(xiàn)了運動目標的快速檢測；其次，運用線性離散卡爾曼濾波算法估計和預測運動目標的位置和動態(tài)參數(shù)，變?nèi)炙阉鳛榫植克阉鳎瑴p少了搜索空間，提高了運動目標識別的快速性和實時性；此外，還對基于特征差異的彩色圖像目標辨識方法進行了改進，提高了目標辨識的速度，對機器人視覺伺服系統(tǒng)中攝像頭的標定方法進

3、行了工程簡化，滿足了實驗需要。作者將上述研究成果應用于原有的工業(yè)機器人視覺伺服控制實驗系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進行了多關節(jié)工業(yè)機器人快速識別、跟蹤彩色運動目標的實驗研究。 實驗結果證明本文提出的彩色序列圖像運動目標的檢測方法速度快、信息描述完整；彩色目標的識別算法簡單易行、準確率高；利用卡爾曼濾波跟蹤運動目標的算法速度快，實時性強。上述研究成果不僅可以明顯改善多關節(jié)工業(yè)機器人視覺伺服控制系統(tǒng)的性能，而且可以應用到需要檢測、識別和跟蹤運