| [页数]:62 [字数]:32255 [目录] 前 言 第1章 绪论 第2章 机器人视觉伺服系统理论 第3章 实时图像采集 第4章 实时图像处理与运动目标跟踪算法研究 第5章 基于色彩特征的运动目标跟踪实现 结 论 [摘要] 在智能机器人系统中视觉系统是一个重要的技术组成部分，它为智能机器人提供最丰富的位置参数和运动参数等信息，以方便智能机器人能够正确感知自身所处的工作环境，进一步对自身的行为做出正确的决策。视觉跟踪技术是视觉研究的一个重要分支，在智能机器人的科学研究、工程应用以及竞技娱乐等方面都发挥着重要的作用。它是一种通过图像处理的方法获取目标参数并对目标进行跟踪的视觉技术。 本文对当前机器人视觉伺服研究的一些热点问题进行了探讨，重点研究了彩色复杂目标的识别及其运动预测跟踪问题。在复杂目标的识别技术中，应用一种基于“摄像头—应用软件”的构架，实现图像信息的快速产生、编码、输入及存储压缩；并根据复杂目标的颜色、形状、大小三个特征，利用图像处理技术，应用改进的SSDA方法实现目标的识别匹配，提高了复杂彩色目标识别的准确性和实时性。然后，研究Kalman滤波对动态物体的位置预测以及在减少目标搜索空间方面的作用，实现对目标快速识别和预测、跟踪。最后，利用USB接口微型摄像头及PentiumⅣ计算机组成智能机器人视觉伺服控制实验系统，在PC机上运行了机器人视觉运动目标实时跟踪的程序，进行了静止状态下复杂目标的识别和运动状态下目标的预测与跟踪实验。 [正文] 前 言 机器人视觉系统中，目标特征的提取一直是跟踪技术的关键问题。过去，基于灰度图像的特征提取方法有边缘轮廓特征、关键点技术等。随着彩色图像处理技术的研究和进步，基于彩色图像的特征提取方法也有了新的发展，如几种具有代表性的颜色空间模型RGB、HSI等。各颜色空间分量的不同意义和特征，为色彩图像处理的不同需要提供了方便。因此，基于彩色视觉的目标跟踪技术有很广阔的发展空间。 本文从人类视觉系统出发，研究了机器人视觉系统，在复杂目标中基于色彩特征快速找到特定的目标，并对其进行实时目标跟踪。在基于视觉伺服的机器人控制中,准确跟踪动态目标的关键在于快速准确地完成连续图像中的目标识别。目前主要的识别方法之一是利用图像处理技术中的图像匹配法，在环境图像中将目标的图像坐标位置确定下来，进而通过坐标变换得到目标在机器人空间的位置坐标。本文所述的基于改进SSDA算法的机器人视觉彩色目标识别方法，利用颜色分量的权重系数对SSDA算法进行了改进，同时，在图像特征提取时引入目标的形状和大小信息。有效地减少了运算量，提高了目标识别的准确性，并且具有较好鲁棒性。同时在基于特征差异的彩色目标识别方法的基础上,应用卡尔曼滤波算法对运动目标位置进行预测,在预测的局部范围内搜索匹配目标,将全局搜索改变为局部搜索,大大减少了图像处理数据量,提高了机器人快速跟踪运动目标的实时性。 第1章 绪论 §1.1 机器人视觉系统 机器人视觉系统是指通过机器人视觉产品(即图像摄取装置)把图像抓取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别，进而根据判别的结果来控制机器人的动作。其系统的基本组成模块如图1.1所示，他包括视觉传感器，高速图像采集系统，专用图像采集系统和计算机四个部分。 ...... [参考文献] [1]Hiroaki,Nakai,YasuhiroTaniguchi.A volleyball playing robet.A.Proc IEEEE Int Conf.Robetics and Automation C.Belguim,1998,1083-1089. [2]Allen P K， Timcenko A. Automated tracking and grasping of a moving object with a robotic hand-eye systemJ[J]. IEEE Transon Robotics and Automation,1993,9 2 :152-165. [3]何鑫 刘立柱 机器人足球视觉系统中的实时图像处理[J].微计算机信息, 2005,21(8),49-50,130 [4]孙立功 阎保定 李萍 屠文珂.基于特征差异的彩色目标快速识别方法[J].微计算机信息,2006，22（11-2）,256－258 [5]屠文珂 阎保定 杨海涛.基于影射?特征?知识的辨识复杂彩色目标的方法[J].计算机工程与应用，2005，41（25）,54－56 [6]孙立功 饶文碧 阎保定. 基于改进SSDA的彩色目标识别方法[J].计算机工程与应用,2007，43（28）,73-74. [7]李萍 阎保定 屠文珂 孙立功 叶宇程.网络机器人控制系统图像摄入的新方法[J]. 微计算机信息,2006,22(5-2),224-225 [8]屠文柯 阎保定 杨海涛 李萍.一种基于仿生学原理的复杂彩色目标辨识方法[J].河南科技大学学报:自然科学版,2005, 26(6), 67-69 [9]栗素娟 王纪 阎保定 叶宇程.卡尔曼滤波在跟踪运动目标上的应用[J].现代电子技术,2007,13(252),110-112 [10]王纪 叶宇程 阎保定 孙立功.卡尔曼滤波在视觉伺服机器人控制中的应用[J].河南科技大学学报:自然科学版,2007,28(3),35-38 ...... [原文截取] 基于色彩特征的机器人视觉运动目标跟踪算法研究 摘 要 在智能机器人系统中视觉系统是一个重要的技术组成部分，它为智能机器人提供最丰富的位置参数和运动参数等信息，以方便智能机器人能够正确感知自身所处的工作环境，进一步对自身的行为做出正确的决策。视觉跟踪技术是视觉研究的一个重要分支，在智能机器人的科学研究、工程应用以及竞技娱乐等方面都发挥着重要的作用。它是一种通过图像处理的方法获取目标参数并对目标进行跟踪的视觉技术。 本文对当前机器人视觉伺服研究的一些热点问题进行了探讨，重点研究了彩色复杂目标的识别及其运动预测跟踪问题。在复杂目标的识别技术中，应用一种基于“摄像头—应用软件”的构架，实现图像信息的快速产生、编码、输入及存储压缩；并根据复杂目标的颜色、形状、大小三个特征，利用图像处理技术，应用改进的SSDA方法实现目标的识别匹配，提高了复杂彩色目标识别的准确性和实时性。然后，研究Kalman滤波对动态物体的位置预测以及在减少目标搜索空间方面的作用，实现对目标快速识别和预测、跟踪。最后，利用USB接口微型摄像头及PentiumⅣ计算机组成智能机器人视觉伺服控制实验系统，在PC机上运行了机器人视觉..... |
机器人视觉中基于色彩特征的运动目标跟踪算法研究
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