運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)可以從相機(jī)拍攝的圖像序列中識(shí)別、定位運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，發(fā)送導(dǎo)引信號(hào)控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)從而改變攝像機(jī)視軸，使它指向運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤技術(shù)作為機(jī)器視覺(jué)與圖像處理技術(shù)一個(gè)重要分支，在國(guó)防領(lǐng)域和日常生活方面有著廣泛的應(yīng)用，例如導(dǎo)彈制導(dǎo)、主動(dòng)視頻監(jiān)控、人機(jī)交互等。研究運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)需解決兩個(gè)主要問(wèn)題：1)如何從圖像序列中準(zhǔn)確快速的定位運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；2)如何準(zhǔn)確的控制云臺(tái)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。本文開(kāi)展的研究工作如下：
　　首先，

2、在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤方面，分析比較了幀差分法、背景差分法等常用的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用光流法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別與跟蹤，但通用的光流算法耗時(shí)較大，不能滿足實(shí)時(shí)性要求，且要求兩幀間圖像運(yùn)動(dòng)較小，不能識(shí)別跟蹤快速的運(yùn)動(dòng)，所以采用基于金字塔分層的LK光流算法，該方法不僅計(jì)算量小，而且能夠識(shí)別跟蹤較快的運(yùn)動(dòng)。在VC++6.0環(huán)境下利用OpenCV庫(kù)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證，并在實(shí)際跟蹤環(huán)境下對(duì)算法進(jìn)行性能測(cè)試。
　　其次，云

3、臺(tái)采用了基于圖像的視覺(jué)伺服控制結(jié)構(gòu)，由于云臺(tái)控制信號(hào)始終滯后于圖像采集時(shí)間，為減小滯后的影響，采用卡爾曼濾波對(duì)位置進(jìn)行預(yù)測(cè)。同時(shí)為解決云臺(tái)跟蹤系統(tǒng)模型的不確定性，本文完成了PID參數(shù)及前饋系數(shù)的模糊整定方法的研究并進(jìn)行仿真分析。利用MATLAB對(duì)本文實(shí)現(xiàn)的算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)的PID+前饋控制方法進(jìn)行比對(duì)。
　　最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)的搭建，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤實(shí)驗(yàn)測(cè)試。實(shí)際系統(tǒng)采用