基于主动视觉和超声的机器人目标跟踪系统

运动目标跟踪技术是未知环境下移动机器人研究领域的一个重要研究方向。该文提出了一种基于主动视觉和超声信息的移动机器人运动目标跟踪设计方法,利用一台SONY EV-D31彩色摄像机、自主研制的摄像机控制模块、图像采集与处理单元等构建了主动视觉系统。移动机器人采用了基于行为的分布式控制体系结构,利用主动视觉锁定运动目标,通过超声系统感知外部环境信息,能在未知的、动态的、非结构化复杂环境中可靠地跟踪运动目标。实验表明机器人具有较高的鲁棒性,运动目标跟踪系统运行可靠。     

基于卡尔曼滤波的移动机器人运动目标跟踪

提出了一种基于卡尔曼滤波的运动目标快速跟踪算法。针对复杂背景下彩色运动目标跟踪问题,采用基于颜色特征和形状特征相结合的方法进行目标识别。利用卡尔曼滤波器的预测功能,预测运动目标在下一帧中的位置,将图像全局搜索问题转换为局部搜索,提高了系统的实时性。实验结果表明:该算法满足移动机器人运动控制的实时性要求,实现了对运动目标的快速跟踪。     

基于激光传感器的移动机器人运动目标跟踪

针对室外环境下移动机器人基于激光传感器对运动目标的实时跟踪问题进行了研究。利用激光传感器检测运动目标,对均值滤波与中值滤波处理后的激光扫描点进行数据对比后,提出一种递推型中值均值混合滤波方法,用以减少激光扫描数据孤点并提高扫描返回值的准确性。设计了目标检测视窗提前剔除与被检测目标无关的障碍数据;设计利用激光扫描点在物体表面连续的特性,在检测视窗内完成对激光数据点的分类。提出以跟踪过程中机器人与目标之间的距离信息作为跟踪算法的评价标准,使用卡尔曼滤波跟踪算法和平滑接近图算法有效实现了机器人对运动目标的平稳自主跟踪。     

移动机器人崎岖地面静态目标瞄准跟踪系统

目标跟踪对自主移动机器人是一项重要的任务,但往往系统成本高、体积大、耗能高,跟踪控制算法复杂,不适合于小型移动机器人的应用场合。本文结合一种低成本的嵌入式颜色视觉系统,提出了一种简单实用的目标跟踪方法,基于图像的HSV阈值分割,经过颜色分割识别物体,通过实时对比目标中心在图像平面的坐标与图像平面中心的偏差,产生相应控制命令驱动云台电机保持目标中心坐标始终处在图像平面中心矩形框内,从而实现移动机器人对目标持续有效的瞄准跟踪。通过移动机器人在不同崎岖地面运动对所提出目标跟踪控制方法进行了验证。     

基于移动机器人机载视觉云台的有限时间目标跟踪控制

研究面向移动目标的移动机器人机载视觉云台跟踪控制系统.首先,对视觉云台跟踪控制系统进行数学建模;然后,为提高移动目标的跟踪快速性和精度,基于有限时间控制技术提出一种新的有限时间视觉跟踪控制算法.严格的理论分析证明即使系统存在外部干扰也可以在有限时间内跟踪上目标,即通过控制云台转动能够保持在机器人运动过程中移动目标始终在相机视觉中心.仿真结果表明,所提出的有限时间控制算法可以实现移动目标的有限时间跟踪.     

激光与单目视觉融合的移动机器人运动目标跟踪

针对室内环境下的移动机器人运动目标跟踪问题,提出一种基于激光与单目视觉传感信息融合的机器人定位和目标运动估计方法.首先,利用激光传感信息实现对目标的检测,并完成机器人定位与环境建图;然后,设计一种基于单目视觉传感器的目标位置估计算法,获得目标的距离和角度信息;为了实现两类传感信息的有效融合,将激光与单目视觉进行联合标定,得到二者的相对位姿关系,基于此,将激光与单目视觉提取的目标距离和角度通过具有最优重要性函数和权重的粒子滤波器进行融合,实现对目标运动状态的准确估计.实验结果表明该方法具有良好的跟踪性能.     

一种基于行为的移动机器人目标人跟踪控制方法

针对室内复杂环境,对于智能服务移动机器人,设计一个连续稳定的目标人跟踪算法是必要的.为此提出一种室内环境下基于行为的移动机器人对运动目标人进行跟踪的控制方法,该方法综合优先级裁决方法与模糊行为融合法选取移动机器人的控制行为,较好地解决跟踪过程中存在多种行为以及行为冲突问题,在完成运动避障的同时保持对运动目标的跟踪.对避...     

嵌入式运动目标跟踪系统设计

通过借鉴嵌入式系统在信号处理、电子技术和计算机等领域的成功应用经验,在分析机器视觉系统特点的基础上,将机器视觉和嵌入式技术相结合,设计一种基于嵌入式处理器S3C2410的目标跟踪系统。介绍了系统工作原理和特点,给出了系统硬件结构图和软件流程,并以智能小车为例进行了目标的识别与跟踪。     

考虑运动受限的履带式移动机器人轨迹跟踪控制

针对履带式移动机器人的轨迹跟踪控制问题进行研究,首先,建立了履带式移动机器人的运动学模型和跟踪误差模型;其次,设计了转速有限时间控制和线速度滑模控制的轨迹跟踪控制律,并给出了考虑运动受限作用下的控制律修正表达式;最后,基于MATLAB对所提控制律进行仿真,对比分析了不考虑运动受限情况下跟踪控制效果;结果表明,设计的跟踪控制律能够实现履带式移动机器人对圆轨迹的有效跟踪,且考虑运动受限作用的控制律更加符合实际;文章研究分析了运动受限作用对于移动机器人轨迹跟踪控制的影响,分析结果对其他移动机器人的运动控制研究具有参考价值。     

基于动态模板匹配的移动机器人目标识别

将视觉显著性与基于动态模板匹配的目标识别方法相结合,提出了一种适用于未知环境下的移动机器人目标识别方法.具体而言,首先设计了基于分布式控制的移动机器人视觉系统,提高了视频处理效率;之后利用基于背景先验的显著性检测方法对图像进行预处理,排除了相对次要的背景区域;最后对处理后的图像进行动态模板匹配,提高了目标识别的准确率.实验结果表明,该方法能够满足移动机器人在目标识别过程中对图像处理的实时性和准确性的要求,具有良好的有效性.     

基于移动机器人视觉系统的运动目标提取方法

提出了基于移动机器人视觉系统的运动目标提取方法。以视觉系统获取的视频作为研究对象,通过全局运动估计、目标背景的提取、三帧差技术和区域生长方法提取运动目标。采用邻域搜索运动补偿和带约束的区域生长的方法,降低了时间开销。实验结果表明,在时间开销和目标的提取上取得了较好的效果。     

基于激光雷达的移动机器人动态障碍跟踪

动态环境下运动物体跟踪是移动机器人研究的难点之一;文章提出了一种基于激光雷达的自主动态障碍检测与跟踪方法;该方法首先利用最近邻聚类法将环境数据聚类为不同的障碍物;然后利用最近邻特征匹配算法关联相邻两帧的障碍物;最后提出一种新的基于障碍物时空关联性分析的的障碍物动静态识别算法,并采用α-β滤波算法对动态障碍的位置和速度进行了估计;利用机器人平台对该方法进行验证,实验结果表明了其有效性。     

履带式移动机器人轨迹跟踪研究

详细分析了履带式移动机器人的受力特点,提出了一种适宜进行控制器设计的履带移动机器人模型.根据履带式移动机器人动力学模型和运动学模型,设计了机器人的轨迹跟踪控制器.利用Lyapunov稳定判据证明控制器的全局稳定性.在控制器的设计中考虑了履带一地面作用,引入参数对其描述.考虑到机器人动力学约束,引入机器人速度、加速度控制策略以保证机器人运动平滑.仿真实验验证了该方法的有效性和全局收敛.     

双摄像机系统对移动目标的跟踪

提出了一种由一个静止摄像机加上一个动态摄像机组成的双摄像机实时跟踪系统．该系统利用两种形式摄像机各自的优点,克服它们自身的不足,实现了对运动目标的实时跟踪．文中给出了双摄像机系统的组成以及功能划分．利用由近似的摄像机投影模型导出的单应性关系,实现两个摄像机图像之间的目标匹配．系统在静态摄像机的图像平面上建立目标的2D运动模型,采用卡尔曼滤波实现目标位置的预测,由单应性关系求出动态摄像机图像平面上对应目标的预测位置,然后计算摄像机动态平台的旋转角度,实现对动态平台的伺服控制．     

计算机视觉在机器人目标定位中的应用

计算机视觉是一门新兴的发展迅速的学科，计算机视觉的研究已经历了从实验室走向实际应用的发展阶段。由于视觉信息容量大，在实际应用中直观有效，所以运用视觉来寻找和确定目标的方位是机器人发展中一个很重要的方法，近年来它广泛应用于工业自动化装配领域中，同时对视觉系统的要求也越来越高。文中介绍并分析了当前国内外基于视觉的几种主要的目标定位方法在实际中的应用，例如移动机器人自主导航定位系统、手眼立体视觉系统等。     

基于全景视觉的移动机器人的运动目标检测

在动态背景下的运动目标检测中,由于目标和背景两者都是各自独立运动的,在提取前景运动目标时需要考虑由移动机器人自身运动引起的背景变化。仿射变换是一种广泛用于估计图像间背景变换的方法。然而,在移动机器人上使用全方位视觉传感器(ODVS)时,由于全方位图像的扭曲变形会 造成图像中背景运动不一致,无法通过单一的仿射变换描述全方位图像上的背景运动。将图像划分为网格窗口,然后对每个窗口分别进行仿射变换,从背景变换补偿帧差中得到运动目标的区域。最后,根据ODVS的成像特性,通过视觉方法解析出运动障碍物的距离和方位信息。实验结果表明,提出的方法能准确检测出移动机器人360°范围内的运动障碍物,并实现运动障碍物的精确定位,有效地提高了移动机器人的实时避障能力。     

移动机器人的运动目标实时检测与跟踪

运动目标检测及跟踪是机器视觉领域备受关注的前沿课题之一。该文针对移动机器人导航领域对检测与跟踪的实时性要求,基于Kalman滤波器实现了驱动单目摄像头的反馈控制系统。采用简单的三帧差背景剪除策略检测运动目标,合并运动估计和背景补偿以加快系统反应速度。系统误差保存在协方差阵中,以增益的形式参与控制。该文还详细分析了运动补偿对检测的影响及误差的变化趋势。实验表明,系统能够保持对运动目标稳定偏差的平滑跟踪,在480320的图像分辨率下控制速度达到20Hz(fps)。