基于激光輔助的球體跟蹤與識(shí)別.pdf

1、當(dāng)前地球人口數(shù)量持續(xù)增加，人類消耗的資源也越來越多，因此隨著陸地上的資源逐漸枯竭，海洋資源的勘探與研究也吸引了越來越多國家的注意力。故作為水下研究載體的自主水下機(jī)器人也越來越受到大家的重視。當(dāng)水下機(jī)器人在進(jìn)行水下目標(biāo)跟蹤和識(shí)別、水下管線探測和水下資源探測時(shí)，機(jī)器人的視覺系統(tǒng)為其運(yùn)動(dòng)和作業(yè)提供引導(dǎo)，故機(jī)器人視覺系統(tǒng)的應(yīng)用研究受到了越來越多的關(guān)注，國際水下機(jī)器人大賽正是為了促進(jìn)機(jī)器人水下目標(biāo)識(shí)別與跟蹤技術(shù)的發(fā)展而設(shè)立的。
　　本論文以

2、水下機(jī)器人大賽為背景。首先，針對(duì)水下環(huán)境中的光照較弱和光照不均衡的狀況，分別給出了全局光照補(bǔ)償方法和非線性亮度自適應(yīng)補(bǔ)償方法。全局光照補(bǔ)償方法對(duì)圖像光照進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，保留了圖像的正常信息，豐富了圖像的細(xì)節(jié)；非線性亮度自適應(yīng)補(bǔ)償方法不僅有效地減弱了光照不均衡對(duì)圖像的影響，而且使圖像的信息丟失得較少，驗(yàn)證了采用的顏色校正方法的合理性。其次，針對(duì)傳統(tǒng)背景消除法的目標(biāo)檢測方法容易將變化的背景部分誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的現(xiàn)狀，本文在傳統(tǒng)背景消除法的基

3、礎(chǔ)上引入了一種自適應(yīng)背景更新算法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，最通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后的檢測算法既保持了實(shí)時(shí)性，同時(shí)也具有更高的辨識(shí)精確度和魯棒性。然后，系統(tǒng)在識(shí)別和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之后，采用了基于顏色特征的粒子濾波跟蹤算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和靠近。跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了粒子濾波跟蹤算法跟蹤實(shí)時(shí)性好、抗噪聲干擾能力強(qiáng)，具有很好的環(huán)境適應(yīng)性。最后，當(dāng)系統(tǒng)接近目標(biāo)后，采用一種激光輔助的方法，利用激光三角測距原理來得到圖像上的像素點(diǎn)所代表的目標(biāo)長度和距離之間的關(guān)系，通過此函數(shù)