單目視覺自主移動(dòng)機(jī)器人的目標(biāo)跟蹤及誤差分析.pdf

1、本文主要研究基于視覺機(jī)器人的目標(biāo)跟蹤及誤差分析，主要包括機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)、攝像機(jī)標(biāo)定、視頻穩(wěn)定、目標(biāo)跟蹤與測距等內(nèi)容，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的效果。主要對以下幾個(gè)方面做了詳細(xì)的研究:
　　該平臺為視覺導(dǎo)航的四輪機(jī)器人，速度差分法控制機(jī)器人的轉(zhuǎn)向及前進(jìn)。并通過上層的圖像處理獲得本體到目標(biāo)的距離和角度，利用精度的轉(zhuǎn)向理論獲得機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí)的瞬間速度，通過減速器將機(jī)器人的速度和電機(jī)的轉(zhuǎn)速連接到一起，將獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)送給電機(jī)進(jìn)行執(zhí)行，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人

2、向著目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。
　　攝像機(jī)標(biāo)定為計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)，標(biāo)定的結(jié)果直接影響圖像的質(zhì)量，選擇合適的標(biāo)定算法對機(jī)器人的導(dǎo)航有著至關(guān)重要的影響。本文在基于徑向的兩步法和基于平面的兩步標(biāo)定法中，從系統(tǒng)模型、圖像噪聲、量化誤差及訓(xùn)練的數(shù)據(jù)數(shù)量等四個(gè)方面對標(biāo)定結(jié)果的影響進(jìn)行對比，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)對比后的結(jié)果選擇本文所采用的標(biāo)定算法。
　　機(jī)器人在運(yùn)行的過程中，不免出現(xiàn)抖動(dòng)，不同的視覺測距模型對于抖動(dòng)的敏感度不同。本文首先，分析多種單目測距模型，

3、比較抖動(dòng)對于模型的影響，選擇影響較小的方法。然后，為了削弱抖動(dòng)對視頻的影響，本文采用了基于航向儀的視頻穩(wěn)定方法及進(jìn)行視頻穩(wěn)定。
　　在目標(biāo)識別時(shí)，本文采用卡爾曼濾波對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，提取目標(biāo)后使用Canny算法提取目標(biāo)的邊緣，并使用本文提出的快速橢圓擬合方法。在橢圓擬合后，獲得的長短半徑并結(jié)合測距原理，計(jì)算出自主機(jī)器人與目標(biāo)之間的距離及角度。同時(shí)，本文詳細(xì)的分析那些因素會對測距精度找出影響并及原因。而后，計(jì)算出左右兩電機(jī)的轉(zhuǎn)速，結(jié)合