基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法

针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题,提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法.首先利用二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)提取方法来检测和描述待跟踪视觉目标的局部不变特征点,在快速的特征匹配计算基础上提出由粗到精的目标定位两步法实现机器人导航过程中视觉目标的实时准确跟踪.其次对基于视觉目标跟踪的自主导航任务进行行为分解和实现,在行为中集成视觉目标跟踪算法.最后利用基于宏行为的机器人事务执行机制实现移向视觉目标的自主导航控制.实验结果表明,提出的方法能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标,在复杂障碍物环境下可靠地完成移向目标的自主导航任务.     

CamShift算法在足球机器人系统中的应用与改进

现有的CamShift算法虽可实现指定目标的连续跟踪,但直接应用在足球机器人上存在需要手工指定搜索目标等问题;文章通过对CamShift算法的深入研究,提出在搜索过程中加入轮廓匹配、根据搜索返回值确定机器人的姿态和在搜索的迭代过程中加入目标运动区域预测等改进,在足球机器人上使用取得了很好的效果.     

一种多线索融合的均值偏移跟踪算法

针对传统基于的均值偏移(Mean Shift,MS)跟踪算法不能对运动目标准确跟踪的缺点,提出了一种融合多视觉线索的MS跟踪算法.首先根据目标在前一帧的估计位置,将目标搜索区域划分为目标区域和背景区域,其次在区域划分的基础上定义了一种新的颜色、运动线索直方图模型,能有效地抑制目标相邻背景的混乱干扰,最后基于MS理论框架提出了一种融合目标颜色、运动线索的跟踪算法,其颜色、运动线索可在跟踪过程中互补.实验表明,在目标快速运动、姿态发生较大变化或被遮挡的情况下,算法能够获得更为准确、鲁棒的跟踪结果.     

基于视觉的智能移动机器人的运动目标检测与跟踪

目的扩大机器人的目标搜寻范围,并对运动目标进行跟踪。方法提出了将运动背景下运动目标的检测方法应用于机器人目标检测与跟踪,并使用基于视觉的目标跟踪方法。结果机器人在运动状态下仍然能够进行运动目标检测。结论移动机器人能够在运动过程中准确地检测出运动目标,并有效地提高了目标检测的能力。     

一种遮挡情况下运动车辆的跟踪算法

遮挡是基于图像对运动目标识别与跟踪时经常遇到的问题,也是动态图像处理较难解决的问题之一.针对这一问题,提出一种基于Kalman滤波和边缘匹配的跟踪算法.该方法通过当前帧目标边缘与实时更新模板的最优匹配来确定目标的位移量,首先采用Kalman滤波预测目标匹配搜索区域,然后在搜索区域利用边缘匹配精确定位目标,从而大大减少了匹配的计算量.实验结果表明,该算法对短时间内被遮挡的运动目标的跟踪和预测效果良好.     

基于局部分块和背景加权的视觉跟踪算法

针对视觉运动目标的鲁棒跟踪问题,提出了一种基于局部分块和背景加权的跟踪算法。首先对目标的前景和背景区域进行分块采样,然后利用基于积分直方图的局部快速穷搜索算法计算每一个分块在当前帧中的后验概率图,最后对后验概率图确定的对应分块的搜索结果赋予不同的权值,进而计算出目标在当前帧中的位置。实验结果表明:基于局部分块加权的跟踪算法比单纯的背景加权跟踪和分块跟踪具有更高的跟踪精度和成功率,且算法复杂度较低。     

交通视频中的Kalman滤波的多车辆跟踪算法

提出了一种交通视频中的Kalman滤波的多车辆跟踪算法.该算法利用Kalman滤波器反馈控制系统估计运动状态进行预测和修正,并为运动目标建立模型;利用当前车辆的信息对下一帧目标的位置进行预测,以便缩小目标的搜索范围和搜索时间,从而快速跟踪车辆.利用车辆的外接矩形框大小、质心等特征对车辆进行特征匹配,为交通视频中的车辆建立对应关系,利用新的系统参数更新模型,获得车辆的轨迹,如此反复,从而实现对车辆的跟踪.实验结果表明,此算法运算速度很快,对于车辆这样的快速运动目标,也具有较好的跟踪效果.     

机器人足球视觉系统研究与实现

在机器人足球比赛这项综合性的高技术对抗活动中,快速准确地识别足球和机器人是决策系统的基础.提出一套机器人足球视觉软件系统的设计实现方案.采用直接TUV颜色模型输出,目标阈值建立采用手动和自动方式.利用颜色标志设计的对称性,改进累加取平均算法和旋转搜索算法,采用改进跟踪搜索算法进行目标搜索,提出智能组合算法思想.实验测试系统达到30帧/s处理速度,目标搜索准确性达到95%以上.     

机器人足球视觉系统研究与实现

在机器人足球比赛这项综合性的高技术对抗活动中,快速准确地识别足球和机器人是决策系统的基础.提出一套机器人足球视觉软件系统的设计实现方案.采用直接TUV颜色模型输出,目标阈值建立采用手动和自动方式.利用颜色标志设计的对称性,改进累加取平均算法和旋转搜索算法,采用改进跟踪搜索算法进行目标搜索,提出智能组合算法思想.实验测试系统达到30帧/s处理速度,目标搜索准确性达到95%以上.     

基于局部背景特征点的目标定位和跟踪

针对存在多个与目标相似的区域以及摄像头经常运动的跟踪问题,提出一种基于局部背景特征点的目标定位和跟踪方法。首先,根据相邻匹配的局部背景特征点与目标的位置关系对目标进行定位,然后,以定位得到的预测位置作为搜索起点,结合粒子滤波和均值偏移方法获取目标的候选区域,最后,根据候选区域和预测位置的距离对候选区域的相似度加权,将加权后相似度最高的候选区域作为跟踪结果。研究结果表明:该算法能够避免周围相似物体的干扰并准确跟踪目标,具有较好的鲁棒性和实时性。     

一种移动机器人跟踪机动目标的方法

针对机器人跟踪机动目标,提出了一种完整探测、估计的方法.利用单目视觉定位被跟踪目标的方位,再融合激光数据来获取目标的空间位置.基于"当前"统计模型,将获取到空间位置作为观测信息,采用自适应卡尔曼滤波算法,对机动目标进行跟踪,并准确预测其位置、速度及加速度信息.为验证本方案,使用一个Pioneer 3-AT作为主动机器人,及一个AmigoBot机器人作为被跟踪目标进行实验.结果显示,提议的方案可行,其精度满足实际应用的要求.     

目标追踪位置估计的单目视觉算法

提出了单摄像机安装在机器人上的视觉伺服系统的位置估计方法．提出的方法集成了由运动恢复深度和由散焦恢复深度的技术以满足实时要求．对于远距运动物体，用Grassmarm-Cayley代数中的Plucker表示法获取物体的位置估计．对于近距运动物体，用多层前馈型神经网络来恢复物体位置．用提出的判据在两种方法中切换．实验结果表明，估计精度得以提高．     

基于双目视觉的移动机器人动态目标识别与定位

提出了一种双目移动机器人实时动态目标识别与定位方法。该算法首先采用SIFT(Scale Invariant Features Transforms)算法提取目标特征,并结合双目视差特征进行目标匹配;然后通过区域增长方法进行目标区域的提取;最后结合双目视觉标定的模型对目标进行定位。实验结果表明:该方法在摄像机运动-目标运动情况下,能对局部特征未知或特征不明显的动态目标进行有效的识别与定位。     

类人足球机器人彩色目标识别与头部视觉跟踪

为了在机器人足球比赛中能够快速准确地跟踪运动目标,提出了一种颜色识别与头部视觉跟踪相结合的方法.利用HSV色彩空间颜色阈值的判别和种子点区域生长的填充算法识别物体,计算物体质心并判断其位置,然后通过舵机控制机器人头部的转动跟踪目标.实验结果表明,该方法具有较高的跟踪速度与准确性.     

移动机器人行人目标活动区域快速检测算法

针对移动机器人运动目标检测过程中运动目标与背景均存在位移致使跟踪失效的问题,提出一种显著光流分析法对室内行人目标活动区域进行检测与标识,能够快速有效地为移动机器人视觉检测与跟踪算法提供简便的初始区域定位信息。经仿真实验分析,该算法能够在室内复杂的情况下,快速检测出行人目标的活动区域,方便人物识别与躲避,具有较强的工程应用价值。     

爆炸物在不平路面激励下的振动分析

以华南理工大学自主研制的履带式排爆机器人为对象,研究排爆机器人在不平路面行走时对爆炸物所引起的冲击和振动,建立了排爆机器人终端机械臂的动力学模型,通过Matlab软件分析了爆炸物在不平路面激励下的振动特性及其对爆炸物稳定性的影响.仿真结果表明,行走速度是影响爆炸物稳定性的一个重要因素,当机器人在不平路面上行走时,其行走速度保持在0.8m/s以下较为安全.     

基于双目视觉的服务机器人仿人机械臂控制

机械臂逆运动学、目标识别与定位是服务机器人手臂控制中的关键技术.为了更好地与复杂多变的非结构化环境进行交互,提出一种应用于服务机器人平台的基于双目视觉的仿人机械臂控制方法.给出一种针对6自由度手臂的逆解算法,并采用基于双目视觉与颜色分割的目标识别方法.然后,根据识别出的目标三维坐标信息控制机械臂完成特定任务.本方法在家庭服务机器人上得到了验证.     

基于表面凹凸度的未知物体分割识别方法

为了使机器人在人们的生活中更加普及和大众化,并从一定程度上优化机器人对周围环境的认知功能,设计了一种利用目标物体表面凹凸度对该物体进行分割识别的方法.该方法对目标物体局部表面凹凸性的两类判定方法展开了系统性的探讨和分析,将连续局部表面凹凸度对布尔型判定进行替换,利用表面凹凸度和法方向信息这两个要素设计了一类全新的分割权重运算方法,进而为输入场景构造相应的无向带权图,在这之后结合快速图分割算法获得相应的目标物体.实验结果表明,本文方法与基于凹凸性的判定方式相比,基于凹凸度的量化衡量在针对测量噪声和计算误差中具有的鲁棒性更好,实际分割结果比单一结合了法方向的实验结果好,更符合实践需求.     

一种改进的移动机器人视觉跟踪算法研究

运动物体的实时跟踪是移动机器人视觉的关键技术之一.为了实现对目标快速有效的跟踪,本文提出了一种改进的移动机器人视觉跟踪算法,该算法在mean shift算法的基础上,利用颜色特征作为视觉跟踪依据,并且引入Kalman滤波进行迭代窗口的预测.实验仿真结果表明,本文算法一定程度上消除了光照条件的影响,而且很好的解决了当目标被遮挡时发生目标跟踪偏差或丢失的问题,具有实用价值.