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本文针对移动机器人在宝内环境中跟随特定人的问题,提出了一种处理视觉跟踪过程中目标被遮挡问题的算法。遮挡问题在机器人的视觉跟踪问题中是一个难点。因为机器人在跟踪过程中摄像机是在不停的运动的,这就造成了画面背景的变化和光照方向及强度的变化等,为跟踪和处理目标被遮挡情况造成了困难。本文从具体问题出发,深入分析了问题的特点,并结合应用场景中的条件,从目标模型角度出发按照“遮挡检测”、“遮挡恢复后目标搜索”以及“遮挡过程中的跟踪”三个步骤提出了针对跟踪中遮挡情况的解决方案。为了给遮挡问题做铺垫,本文也介绍了视觉跟踪问题的基本概念、应用场合和问题难点。同时,作为移动机器人在室内环境中跟随特定人问题的系统解决方法,本文也介绍了实验中的机器人系统硬件、软件以及控制流程等。
本文的贡献有以下几点:
1)本文针对具体的问题——移动机器人在室内环境跟踪特定人,详细描述了问题、分析了问题的难点并提出了针对性的解决策略;
2)本文提出了一种用于视觉跟踪算法中的遮挡处理方法,通过对目标的简单物理建模,并引入标准的“遮挡检测”、“遮挡过程中的跟踪”以及“遮挡恢复”的三个步骤来解决1)中提出的问题,并且在实验中初步验证了此方法的有效性;
3)本文同时涉及了具体的移动机器人平台上工程性较强的工作。在本文中作者总结了常见的移动机器人硬件和软件框架,并且从控制学的角度分析了现有的两层视觉跟踪机器人控制系统。