基于立體視覺的目標(biāo)定位跟蹤系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、機器視覺是機器人智能化的關(guān)鍵要素之一,對機器人的智能化水平起決定作用。而動態(tài)目標(biāo)跟蹤與定位是把圖像處理、自動控制、信息學(xué)等技術(shù)有機結(jié)合起來的從圖像信息中快速地檢測出運動目標(biāo),提取目標(biāo)空間位置信息并實時地跟蹤運動目標(biāo)的技術(shù),是機器視覺領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。在查閱大量資料的基礎(chǔ)上,本文重點對雙目立體視覺和伺服運動控制進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套基于立體視覺的三維運動平臺動態(tài)目標(biāo)定位跟蹤控制系統(tǒng),在此系統(tǒng)上可以實現(xiàn)機器人視覺定位跟蹤與伺服

2、運動系統(tǒng)的整合研究,具體工作包括以下幾個方面:
　　1、根據(jù)研究目的與實際的設(shè)備環(huán)境,利用Bumblebee2工業(yè)數(shù)字雙目相機、高精度XYZ三維運動平臺、工控機、DSP運動控制卡、泰科IDM640-8EIA直流伺服驅(qū)動器等搭建雙目立體視覺目標(biāo)跟蹤系統(tǒng),完成了三維空間動態(tài)目標(biāo)跟蹤任務(wù)。
　　2、在確定雙目立體視覺動態(tài)跟蹤系統(tǒng)總體方案的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有的跟蹤算法進(jìn)行了總結(jié),特別分析了基于顏色直方圖的CamShift算法。研究了基于

3、雙目立體視覺的目標(biāo)檢測方法,采用雙目立體攝像機對處于復(fù)雜靜止背景下的運動目標(biāo)進(jìn)行檢測、特征提取以及跟蹤。利用視差原理獲取跟蹤目標(biāo)的空間坐標(biāo)信息,研究了基于立體視覺的目標(biāo)跟蹤與空間三維坐標(biāo)定位的方法,并探索實現(xiàn)了目標(biāo)跟蹤與空間三維定位技術(shù)的結(jié)合,最終獲得了目標(biāo)物的準(zhǔn)確跟蹤軌跡以及目標(biāo)物的空間三維坐標(biāo)。
　　3、研究了基于DSP的開發(fā)式多軸運動控制器及常用的插補算法,以DSP2812+CPLD為處理核心組建直流伺服控制系統(tǒng)。在通過立體

4、攝像機計算獲得目標(biāo)物的空間三維坐標(biāo)信息并限幅、優(yōu)化后,利用微小直線插補算法驅(qū)動XYZ三維運動平臺實現(xiàn)空間任意軌跡運動。
　　4、利用面向?qū)ο箝_發(fā)與實現(xiàn)技術(shù),選擇C語言及VS2010+MFC開發(fā)環(huán)境,設(shè)計開發(fā)了圖像采集、目標(biāo)跟蹤、空間坐標(biāo)計算以及運動平臺控制軟件。同時利用六自由度機械手規(guī)劃目標(biāo)物的準(zhǔn)確運動軌跡,進(jìn)而實現(xiàn)運動平臺末端指針對目標(biāo)物的動態(tài)跟蹤。
　　本論文的研究工作得到廈門市科技計劃項目(3502Z20113038)