未知環(huán)境下移動機器人運動目標檢測與跟蹤系統(tǒng)的研究與設計

1、中南大學碩士學位論文未知環(huán)境下移動機器人運動目標檢測與跟蹤系統(tǒng)的研究與設計姓名：蘇虹申請學位級別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導教師：蔡自興20050401A B S T R A C TM o v i n g t a r g e t sd e t e c t i o na n dt r a c k i n gi nv i d e os e q u e n c e si s o n eo ft h eh o t s p o t st h a

2、 th a v i n gb e e nw i d e l yr e s e a r c h e di n c o m p u t e rv i s i o na n di m a g ep r o c e s s i n gf i e l d s ．T h i st h e s i sf o c u s e so nt h ed e t e c t i o no fs i n g l eo N e c t m o t i o ni n

3、c o m p l e x e n v i r o n m e n t sa n d i n t e n d st op r e s e n taf l e x i b l ea n da d a p t a b l e m o t i o nt a r g e tt r a c k i n gs y s t e m t h a tc a n b e a p p l i e d t om o b i l er o b e t i c s

4、f i e l d su n d e r u n k n o w n e n v i r o n m e n t s ．K i n e m a t i c so ft h ec a m e r ai s f i r s t a n a l y z e d i n t h i s t h e s i s ．T h e n as p a c e p l a n e Z 。- 1 w i t h u n i t d i s t a n c e

5、 o f ft h e c a m e r ao p t i c s c e n t e r i sp r e s e n t e df o r m a p p i n ga l l t h es p a c ep o i n t s t o i t ，S O t h a t r e a ld i s t a n c eb e t w e e nt h ec a m e r aa n dt h et a r g e t c a nb e

6、o m i t t e dt h u s p r e d i g e s t s t h ek i n e m a t i c s e q u a t i o n ．D u et o t h e l e s s e f f i c i e n t d i f f e r e n c i n g o r b a c k g r o u n ds u b t r a c t i o nm e t h o ds i n g l yi n v

7、a r i a b l ee n v i r o n m e n t s ，ac o m b i n a t i o no ft h r e e —f r a m ed i f f e r e n c i n ga n d a d a p t i v eb a c k g r o u n ds u b t r a c t i o nt e c h n i q u e w i t hm o t i o nc o m p e n s a t

8、 i o n i sa d o p t e d t od e t e c tm o v i n g t a r g e t s ．A n dt h ep r i o r ie s t i m a t eo fK a l m a n F i l t e r i s u s e dt oc o m p e n s a t et h em o t i o n ．E x p e r i m e n t sp r o v et h a t t h

9、 i s m e t h o dC a nb e t t e r c o m p e n s a t e f o rt h e b a c k g r o u n d sm o t i o nd u r i n g t h et r a c k i n gp r o c e s s ．F o r m o r e p r e c i s e l yt r a c k i n ga n d m o r e s m o o t h l y c

10、 o n t r o l ，a nE x t e n d e dK a l m a nF i l t e r ( E K F ) s u i t a b l e f o rr o b o t s y s t e mi sc o n s t r u c t e d i nt h i st h e s i so nt h eb a s i so ft r a d i t i o n a l K a l m a nF i l t e r ,

11、w h i c he s t i m a t e st h eo b j e c t ’Sp o s i t i o ni nt h en e x tt i m eo fd a y , m e a n w h i l e m a k e s t h e c o r r e c t i o nb yu s eo f t h e o b s e r v a t i o nd a t a ．A c c o r d i n g l ya ne

12、s t i m a t i o n ．c o r r e c t i o n ．c o n t r o l l i n ge l o s e dl o o p i si m p l e m e n t e d f o rt r a c k i n g ．I nt h ep r o c e s so f s e e k i n gm o v i n g c e n t e r , p r e d i c t i o nd a t ao f

13、E K F i su s e dt o d e t e r m i n e t h e f i r s t c l u s t e r i n g c e n t e r t o c l u s t e r t h ed i f f e r e n c er e s u l t st h u se f f i c i e n t l yr e d u c e st h ei t e r a t i v ep r o c e s s ．B

14、 e c a u s eo f t h e g r e a tc o m p u t i n gc o m p l e x i t ya n d a c c u m u l a t i v e e r r o r o f t h ea v e r a g e t a r g e t st e m p l a t e u p d a t i n gs t r a t e g y , ad i f f e r e n c e t e m p