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《河北工业大学》 2010年
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基于全方位视觉的移动机器人动态目标识别与导航研究

苑光明  
【摘要】:与传统视觉技术相比,全方位视觉能够一次获得大于半球视场三维空间内的所有图像信息,所以对于该技术的研究在计算机视觉领域得到了长足的发展。而运动目标的识别与跟踪也是计算机视觉领域中非常活跃的研究课题之一,其核心任务是利用计算机视觉技术从图像序列中识别、跟踪运动目标。这两项技术都在智能机器人领域中有广泛的应用,二者的有机结合为智能机器人的应用提供了重要的方式。 本论文在国家863计划项目“基于全方位视觉的移动机器人动态目标探测与导航”(项目编号:2007AA04Z229)的支持下,研制了以全方位视觉伺服技术为核心的车载导航系统,可同时实现全景观测、陆标导航和机动目标跟踪等综合功能。其核心技术研究和样机设计将促进诸多单项技术和系统集成创新的发展,在理论和工程应用都有重要意义。本文的创新性成果与主要工作如下: 1、对全方位视觉图像伺服组件的功能设计和实现方法进行研究,提出了一种综合陆标导航和机动目标跟踪功能的全方位视觉伺服器的创新设计方案,在方案实施过程中对关键元器件进行设计、选型,并开发相应的图像处理算法。该方案在实现功能的前提下有效地降低了系统复杂程度和开发成本。 2、将光流法和粒子滤波器相结合,开发了一种复合型识别跟踪算法,能够在陆标或背景坐标系下确定移动机器人和目标的相对位置、以及在移动背景下实施机动目标识别跟踪。该算法是一种高效的、具有较强实时性和鲁棒性的综合算法。 3、开发了基于双DSP主从结构的全方位视觉图像伺服组件,该组件采用模块化双DSP主从式并行处理硬件平台,该伺服组件的应用强化了导航器的视觉功能,利用全方位视觉将监测、导航和机动目标跟踪等多项技术优势融于一体,拓展了其应用模式。 4、研究并开发了基于ARM9内核的移动机器人嵌入式车载导航器。该导航器为核心板加扩展底板架构,系统搭载的综合导航算法能够将全方位视觉图像信息和其他传感器信息融合后作为导航决策的依据,实现了基于多传感器的综合导航,并能够作出决策控制驱动系统。实验表明,该系统工作稳定可靠,各项性能指标均达到设计要求。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242.6

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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