基于多傳感器信息的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤.pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤是指從場(chǎng)景中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體，并對(duì)該物體進(jìn)行隨動(dòng)跟蹤的過(guò)程，是機(jī)器人智能化、人機(jī)交互的重要組成部分。目前，絕大多數(shù)跟蹤系統(tǒng)主要基于視覺信息。由于單一視覺缺乏距離信息，通過(guò)采用其他傳感器信息作為補(bǔ)充，可以實(shí)現(xiàn)較好的跟蹤效果。
　　針對(duì)室內(nèi)較復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)與跟蹤，本文基于單目攝像頭的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，采用聲納環(huán)作為輔助傳感器，提出了一種基于距離加權(quán)的多傳感器信息融合跟蹤方法:利用視覺和聲納環(huán)提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息，分

2、別采用視覺伺服與聲納網(wǎng)格制定跟蹤策略，依據(jù)傳感器特性對(duì)決策進(jìn)行加權(quán)，構(gòu)建了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自主檢測(cè)與機(jī)器人跟蹤控制應(yīng)用系統(tǒng)。
　　首先，搭建了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，結(jié)合項(xiàng)目方案對(duì)笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、攝像機(jī)投影模型以及圖像雅可比矩陣進(jìn)行了分析，利用接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)了頂層目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)對(duì)底層機(jī)器人控制庫(kù)函數(shù)的調(diào)用。
　　然后，為了獲取目標(biāo)位置，利用基于自適應(yīng)三幀差與背景更新方法提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域，通過(guò)重心法確定目標(biāo)中

3、心。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)機(jī)器人跟蹤過(guò)程滯后于目標(biāo)當(dāng)前位置的問(wèn)題，采用卡爾曼濾波器對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)與更新，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了預(yù)測(cè)效果。
　　最后，利用多傳感器信息融合實(shí)現(xiàn)室內(nèi)場(chǎng)景下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤。為了克服機(jī)器人運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的圖像背景偏差，提出了一種基于運(yùn)動(dòng)的背景補(bǔ)償方法。對(duì)機(jī)器人視覺伺服模型和聲納網(wǎng)格模型進(jìn)行了分析，分別建立了基于圖像的機(jī)器人視覺伺服跟蹤策略和基于聲納網(wǎng)格的機(jī)器人目標(biāo)跟蹤策略。通過(guò)對(duì)不同傳感器覆蓋范圍、測(cè)量精度進(jìn)行分析，制