基于Camshift算法的移动机器人视觉跟踪

视觉信号具有信号探测范围宽、获取信息丰富等优点。随着近几年图像处理技术以及计算机处理能力的飞速发展,视觉跟踪成为机器人领域的主要发展方向之一。最近二十年来,基于视觉的移动机器人跟踪技术得到了飞速发展。机器人利用视觉对移动目标的识别和跟踪是将通过视觉传感器获得的图像序列在空间域中分割为运动对象,在时间域中对这些对象进行建模、识别和跟踪。 本文结合国家自然科学基金和湖北省青年杰出人才基金项目的需求,提出了基于Camshift算法的机器人视觉跟踪这一课题。通过对图像处理的基本理论的研究和实践,特别是对视觉跟踪理论、方法进行比较深入的学习和探讨,在已有研究的基础上,采用自主开发的移动机器人平台,基于Camshift算法设计并实现了一种鲁棒性好的视觉跟踪系统,并提出了一种简单快速的图像解释形成机器人控制指令的方法。 通过本课题的研究,得到如下的成果与结论: (1)分析了一般跟踪目标特征及其表示对视觉跟踪的影响,最终选取颜色特征作为机器人视觉跟踪的特征; (2)在已有颜色特征提取算法的基础上,对其进行一定的改进使其更适用于一般目标的机器人视觉跟踪,通过引入卡尔曼滤波预测和对反向投影图像处理提高目标跟踪的准确性方面取得到了一些研究成果。 (3)讨论了激光辅助测距形成机器人控制指令的可行性,给出了一种简单有效的图像理解方式的机器人控制指令的形成方法。 (4)基于OpenCV技术,在VC的编译环境中开发了视觉跟踪系统,并进行了系统功能测试实验。