面向人類(lèi)眼球運(yùn)動(dòng)機(jī)理的仿生眼運(yùn)動(dòng)控制算法研究.pdf

1、人的眼睛是感知外界事物，與環(huán)境進(jìn)行交互的重要器官，在其對(duì)外界目標(biāo)事物進(jìn)行感知、識(shí)別、跟蹤等過(guò)程中具有復(fù)雜而巧妙的神經(jīng)控制機(jī)制，能幫助人類(lèi)快速、準(zhǔn)確地對(duì)環(huán)境或者是目標(biāo)事物進(jìn)行認(rèn)知。機(jī)器視覺(jué)的快速發(fā)展使機(jī)器具備與外界環(huán)境進(jìn)行交互的基本能力，但是與人眼的高級(jí)視覺(jué)功能的差距還是很大。因此，深入理解人類(lèi)眼球的控制機(jī)理，將其與機(jī)器視覺(jué)和控制科學(xué)等技術(shù)進(jìn)行融合創(chuàng)新，提高機(jī)器的認(rèn)知功能，具有重要的研究意義。本文重點(diǎn)對(duì)仿生眼運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行了研究，主要工

2、作如下:
　　首先，簡(jiǎn)單分析了仿生眼研究的背景與意義，對(duì)當(dāng)前仿生眼的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧與總結(jié)，指出了現(xiàn)階段仿生眼研究存在的主要問(wèn)題，介紹了本文的主要研究?jī)?nèi)容和后續(xù)的章節(jié)安排。
　　第二，研究了人眼球的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了其獲取圖像的原理。對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)控制的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了分析，為搭建仿生眼控制模型打下了生理學(xué)的基礎(chǔ);探討了仿生眼運(yùn)動(dòng)控制與仿生視覺(jué)感知、理解的關(guān)系。
　　第三，深入分析了眼球平滑追蹤運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)控制機(jī)制，根據(jù)神經(jīng)控

3、制機(jī)理建立了基于卡爾曼濾波和迭代學(xué)習(xí)控制算法的平滑追蹤模型。眼球獲取的圖像通常含有噪聲，卡爾曼濾波算法可以濾除這種干擾，保證了輸入的有效;迭代學(xué)習(xí)控制可以有效的解決周期性的目標(biāo)跟蹤存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)前一周期目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息的存儲(chǔ)學(xué)習(xí)，可以得到當(dāng)前周期目標(biāo)運(yùn)動(dòng)最優(yōu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的完全跟蹤，解決了因處理圖像所帶來(lái)的時(shí)延問(wèn)題;通過(guò)參數(shù)整定的方法得到了最優(yōu)的迭代學(xué)習(xí)控制參數(shù)，增加了模型的自適應(yīng)性;通過(guò)對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。