复杂环境下移动机器人的动态目标检测与跟踪控制研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 复杂环境下移动机器人的动态目标检测与跟踪控制研究 专业：控制理论与控制工程 硕士生：王伟 指导老师：佟威副教授 摘要 随着计算机视觉系统和控制技术的发展，移动机器人在实际环境中的应用越 来越引起人们足够的重视。其中移动机器人对动态目标的检测和跟踪是其智能化 一个重要的表现，该技术在智能化技术、视频监控等领域具有广阔的发展前景。 对于移动机器人的动态目标检测与跟踪的研究已经成为了一个热门课题，如何依 靠移动机器人实现对动态目标的检测与跟踪，是一项挑战性的研究工作。本文主 要研究内容如下： 首先，在动态目标检测方面，结合帧间差分法、背景相减法、混合高斯背景 模型三者，提出 Kim 算法。利用混合高斯背景模型对背景图像迭代建模，提取新 的背景图像。帧间差分法和背景差分法分别提取的目标运动区域相与，形态学滤 波，连通性检查等步骤，最终完成目标的运动区域提取。Kim 算法可以实时地更 新背景，提高分割目标区域的准确性，背景图像轮廓清晰，在部分遮挡、光线变 化、目标颜色与背景其他物体颜色相似的复杂背景下，容易检测出目标。最后， 采用实验仿真，对比帧间差分法、背景差分法以及 Kim 算法背景效果图。 其次，在动态目标跟踪方面，首先分析目前对动态目标跟踪的基本方法、以 及各自的优缺点，然后提出一种基于改进 Camshift 算法的动态目标跟踪方法。在 输入视频序列图像中，动态目标快速移动时，设置较小的帧间时间间隔，在此时 间间隔内，连续两帧图像中的动态目标的形态差异较小，目标位移较小，就可以 近似认为目标分别在直角坐标轴方向上匀加速直线运动，通过加速度位移方程对 动态目标的运动轨迹进行预测，减少移动窗口的有哪些信誉好的足球投注网站次数，自适应调整有哪些信誉好的足球投注网站窗口 的大小和位置。最后采用实验仿真，验证算法的性能。 最后，在实验仿真方面，采用 Visual Studio 2010 和 Opencv 2.4.10 软件对输 入视频序列图像中的动态目标检测与跟踪进行仿真；在实验室环境下，把 Kim 算 法和改进 Camshift 算法移植到移动机器人上，验证算法的可靠性。 关键词：动态目标；跟踪控制；Meanshift；Kim；Camshift Moving target detection and tracking control study of mobile robot in complex environments Professional: Control Theory and Control Engineering Master: Wang Wei Instructor: Associate Professor Tong Wei ABSTRACT With the development of computer vision system and control technology, mobile robot attracted enough attention in the actual environment.For a mobile robot , realizing the control of the dynamic target detection and tracking is an important manifestation of intelligence, this technology has broad development in the field of automation technology, video surveillance and so on.The research of dynamic target detection and tracking control of mobile robot has become a hot topic detection and tracking, to achieve control of the dynamic target how to rely on the mobile robot is a challenging research. In this paper, the main research contents are as follows: First,in terms of moving target detection,Kim algorithm combined with inter-frame difference method,background subtraction and a Gaussia