面向全局視覺機器魚的多目標跟蹤系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、對水下仿生機器魚的研究已經(jīng)成為目前國內(nèi)外學術界的研究熱點,近年來,美國、歐洲和日本等許多國家和地區(qū)對仿生機器魚進行了深入的研究,取得了很多研究成果。仿生機器魚融合了電子、通信、自動控制、人工智能、計算機等方面的技術,并為圖像處理、模糊控制、群體編隊、湍流等相關領域的研究提供了一個很好的研究和實驗平臺。
　　視覺子系統(tǒng)在多水中機器魚協(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器魚時,對運動中的機器魚進行快速檢測和跟蹤是十

2、分重要的。整個控制系統(tǒng)通過視覺子系統(tǒng)來采集實時的全景圖像。圖像經(jīng)過一系列的處理之后,將獲取的目標信息提供給控制平臺,這是上位機進行分析決策以控制仿生機器魚游動的唯一信息來源。
　　本文針多水中機器魚控制系統(tǒng)子系統(tǒng)實現(xiàn)中的一些問題進行研究,提出了一種基于模板匹配的目標跟蹤算法,總結(jié)提出了視覺子系統(tǒng)硬件以及軟件實現(xiàn)中的一些關鍵性問題的方法和技術。
　　本文主要研究成果如下:
　　第一,對多水中機器魚協(xié)作控制系統(tǒng)視覺子系統(tǒng)的

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