面向全局視覺機(jī)器魚的多目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、對(duì)水下仿生機(jī)器魚的研究已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn),近年來(lái),美國(guó)、歐洲和日本等許多國(guó)家和地區(qū)對(duì)仿生機(jī)器魚進(jìn)行了深入的研究,取得了很多研究成果。仿生機(jī)器魚融合了電子、通信、自動(dòng)控制、人工智能、計(jì)算機(jī)等方面的技術(shù),并為圖像處理、模糊控制、群體編隊(duì)、湍流等相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了一個(gè)很好的研究和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　視覺子系統(tǒng)在多水中機(jī)器魚協(xié)作控制系統(tǒng)中,是非常重要的部分。在控制基于全局視覺的機(jī)器魚時(shí),對(duì)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器魚進(jìn)行快速檢測(cè)和跟蹤是十

2、分重要的。整個(gè)控制系統(tǒng)通過(guò)視覺子系統(tǒng)來(lái)采集實(shí)時(shí)的全景圖像。圖像經(jīng)過(guò)一系列的處理之后,將獲取的目標(biāo)信息提供給控制平臺(tái),這是上位機(jī)進(jìn)行分析決策以控制仿生機(jī)器魚游動(dòng)的唯一信息來(lái)源。
　　本文針多水中機(jī)器魚控制系統(tǒng)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的一些問題進(jìn)行研究,提出了一種基于模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法,總結(jié)提出了視覺子系統(tǒng)硬件以及軟件實(shí)現(xiàn)中的一些關(guān)鍵性問題的方法和技術(shù)。
　　本文主要研究成果如下:
　　第一,對(duì)多水中機(jī)器魚協(xié)作控制系統(tǒng)視覺子系統(tǒng)的

3、硬件部分和軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)地介紹,并且對(duì)圖像失真等問題提出解決方案。
　　第二,在視覺子系統(tǒng)在目標(biāo)機(jī)器魚位姿信息的獲取環(huán)節(jié)提出一種新方案,該方案用視頻目標(biāo)跟蹤代替以前系統(tǒng)中通過(guò)顏色來(lái)匹配目標(biāo)的步驟。通過(guò)對(duì)目前幾種模板匹配算法的對(duì)比分析研究,并結(jié)合仿生機(jī)器魚的一些特點(diǎn),確定了新方案中采用雙模板匹配算法進(jìn)行目標(biāo)跟蹤獲取目標(biāo)位姿信息。
　　第三,針對(duì)仿生機(jī)器魚自身形狀的特點(diǎn),采用了基于機(jī)器魚剛體部分進(jìn)行雙模板匹配的多目標(biāo)跟蹤算法并