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《南京航空航天大学》 2004年
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轮式移动机器人视觉定位与目标跟踪研究

于秀芬  
【摘要】: 视觉是轮式移动机器人最重要的感知手段之一。基于单目视觉成像原理,本文对轮式移动机器人的空间目标定位与跟踪问题进行了深入研究和仿真验证。 本文设计开发了基于VFW软件包的轮式移动机器人实时视频采集系统;同时,对目标特征的获取和跟踪方法作了研究,并设计开发了轮式移动机器人的视觉定位与目标跟踪系统,实现了对运动目标快速、稳定的跟踪。至此得到了目标质心在图像空间的位置等二维特征信息。 进一步,为获取目标的空间位置和运动参数等三维信息,在目标和成像系统都运动的情况下,根据目标质心的透视投影成像模型,首先分析了二次成像法获取目标深度信息的缺陷;然后给出了由单目序列图像获取目标质心的空间位置和运动参数的条件,并提出利用多帧单目序列图像和应用非线性扩展卡尔曼滤波算法来估计目标质心的空间位置和运动参数;最后对提出的估计方法进行了多组仿真验证,证明该方法可行有效。由于采用序列图像来估计运动参数,可以更充分的利用信息,所以对目标空间位置和运动参数的估计也较准确。 针对将目标识别后的图像数据传递给决策控制子系统这一问题,本文还研究了利用SPComm控件实现轮式移动机器人上计算机与微控制器间串口通讯的实现机制。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP242

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 门琳娜;基于全向视觉的足球机器人定位的研究[D];长沙理工大学;2010年
2 周健;嵌入式模糊自动泊车系统的研究[D];广东工业大学;2011年
3 刘晓文;基于无线传感器网络的室内定位技术研究[D];辽宁工业大学;2012年
4 杨杰;机器人视觉目标跟踪方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 顾文波;基于超声电机的目标识别与跟踪系统[D];南京航空航天大学;2007年
6 刘辉;微型航天探测系统及其目标识别算法研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
7 郭闯强;基于BP神经网络的机器人视觉伺服控制系统设计[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 于海燕;基于视觉的足球机器人自主决策方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 严贞霓;智能小车系统体系结构及导航策略研究[D];西安建筑科技大学;2010年
10 林松啸;Robocup中型组机器人软件架构与自定位算法的研究与实现[D];天津师范大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张新予;匡以顺;;多自由度墙体喷涂机器人机构设计[J];兵工自动化;2009年06期
10 李娜;大型厂矿集团工业电视图像远程传输系统的设计[J];北京工业职业技术学院学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 宋玉丹;秦志钰;容幸福;;彩色无序图像分割中最佳阈值的选择[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
7 邓峰;戴擎宇;何佩琨;毛二可;;基于TMS320C80的图像并行处理技术研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
6 李正义;机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D];华中科技大学;2011年
7 夏益民;基于传感器信息融合的移动机器人定位与地图创建研究[D];广东工业大学;2011年
8 王企远;步行康复训练机器人助行腿的步态规划与运动控制[D];上海大学;2011年
9 张倩;面向多视点系统的IBR技术研究[D];上海大学;2011年
10 刘献如;视频图像序列目标跟踪算法及其应用研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
6 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
7 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 林营;基于小波变换的刑事图像处理研究[D];山东科技大学;2010年
9 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
10 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王京起,陈慧岩;陆地自主车辆研究概况[J];车辆与动力技术;2002年04期
2 马玉秋;沈树群;张平;龙承志;;基于无线传感器网络的定位系统研究及设计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年01期
3 罗磊;田增山;陈俊亚;;EKF定位跟踪算法研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年01期
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10 吴伟;刘兴刚;王忠实;徐心和;;多传感器融合实现机器人精确定位[J];东北大学学报(自然科学版);2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 朱李礼;;强跟踪滤波器在目标跟踪中的运用[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张祺;基于视觉的机器人足球比赛系统研究[D];广东工业大学;2003年
2 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
3 杨延西;基于图像的智能机器人视觉伺服系统[D];西安理工大学;2003年
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8 张珅毅;中高能粒子探测器的设计与研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
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10 尚文;以视觉传感为主的移动机器人定位导航和环境建模[D];东南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丰丽军;公路汽车视觉导航中的运动目标检测与跟踪[D];北京工业大学;2000年
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10 王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘涛;邱方长;李林杰;梁萍;;汽车最佳泊车路径的规划设计[J];硅谷;2013年07期
2 孙宏超;李华峰;;基于超声电机的智能监控系统[J];微计算机信息;2009年16期
3 张彦铎;李哲靖;鲁统伟;;机器人世界杯足球锦标赛中多机器人对目标协同定位算法的改进[J];武汉工程大学学报;2013年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张立亚;;煤矿井下救灾机器人视觉导航技术的研究[A];煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集(下册)[C];2011年
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1 董政;日盲紫外探测系统自动目标识别的研究[D];电子科技大学;2011年
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1 曾欣欣;基于单摄像头的360度旋转跟踪系统[D];昆明理工大学;2009年
2 任秀;食品中沙门氏菌快速检测方法的研究[D];吉林大学;2011年
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10 谢光奇;MiroSot机器人足球比赛视觉子系统研究[D];华中师范大学;2008年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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1 谭永宏;陈爱武;;轮式移动机器人的模糊轨迹跟踪控制[J];制造业自动化;2009年02期
2 龚建伟,高峻尧,陆际联;轮式移动机器人大转向航向跟踪控制[J];北京理工大学学报;2001年06期
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1 谢文静;马保离;;不确定轮式移动机器人的自适应集合镇定[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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8 薛颂东;曾建潮;杜静;;具运动学特性约束的群机器人目标搜索[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
9 李慨;岳宏;赵海文;蔡鹤皋;;视觉传感轮式管道环焊机器人的焊缝跟踪系统[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
10 安秋;周俊;姬长英;;基于CAN总线的农业轮式移动机器人[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
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1 记者 涂亚卓 通讯员 卓越;汉产“无人驾驶汽车”问世[N];湖北日报;2010年
2 本报记者 王拓 蒋廷玉;城市交通的明天是啥模样[N];新华日报;2011年
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1 叶锦华;不确定非完整轮式移动机器人的运动控制研究[D];华南理工大学;2013年
2 常江;非完整轮式移动机器人的运动控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 崔明月;复杂环境下不确定轮式移动机器人运动控制的研究[D];重庆大学;2012年
4 上官望义;轮式移动机器人移动性能研究及样机设计开发[D];西安理工大学;2009年
5 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
6 周丹;煤矿轮式移动机器人隔爆仓体与控制模式研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
7 武星;视觉导航的轮式移动机器人运动控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 王鸿鹏;复杂环境下轮式自主移动机器人定位与运动控制研究[D];南开大学;2009年
9 林义忠;自主轮式移动机器人信号检测与智能控制[D];西安理工大学;2006年
10 史恩秀;轮式移动机器人的运动控制及定位方法研究[D];西安理工大学;2006年
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1 李尧;竞速轮式移动机器人系统的开发研究[D];兰州理工大学;2011年
2 罗雨;基于多信息融合的轮式移动机器人定位导航技术研究[D];北京理工大学;2011年
3 费晓曦;多轮独立驱动轮式移动机器人驱动控制研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 李硕;户外轮式移动机器人的智能运动控制方法研究[D];重庆大学;2012年
5 刘海烨;轮式移动机器人的智能驱动控制系统研究[D];天津理工大学;2013年
6 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
7 王珊珊;轮式移动机器人控制系统设计[D];南京理工大学;2013年
8 王大宇;轮式移动机器人系统设计及控制研究[D];大连理工大学;2013年
9 李小明;轮式移动机器人调速系统的控制研究[D];兰州交通大学;2011年
10 张瑞东;轮式移动机器人控制系统研究与实现[D];河北工程大学;2012年
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