基于图像信息的空间运动物体跟踪

摘要

本文利用实验室自行研制的双目机构平台,设计并实现了一套基于图像的摄像机指向的视觉跟踪系统.在视觉计算部分,本文针对彩色图像分割中,常用的HSV颜色空间中的H颜色分量的计算较为复杂的缺陷,在HSV颜色空间的基础上,定义了一个自己的颜色空间-HSV颜色空间.在HSV颜色空间中进行彩色图像分割运算,减少了计算量,节省了算法的处理时间.在二值图像的目标检测中,提出了一种改进的投影搜索算法.它采用先整体后局部,分块投影,逐步逼近的搜索策略.该改进投影法不仅保留了基本投影法计算速度快的优点,而且克服了基本投影法对噪声特别敏感的缺陷.针对图像采集和视觉计算所造成的时延问题.文章建立了跟踪系统的状态方程,设计了Kalman滤波器对目标运动状态进行估计,根据预测得到的运动参数进行局部图像处理,提高了系统的实时性,取得了较好的效果.最后,本文利用相关硬件成功的组建了一套跟踪实验系统.

目录

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第1章绪论

1.1视觉跟踪应用概述

1.2运动目标跟踪国内外研究现状

1.3目标检测和跟踪所面临的问题

1.4课题研究的目的和意义

1.5本文主要研究内容

第2章彩色图像目标识别

2.1颜色空间转换

2.1.1颜色空间模型

2.1.2 HSV颜色空间模型

2.1.3 HSV颜色空间

2.2图像分割

2.2.1区域分割原理

2.2.2 HSV空间分割

2.2.3分割阈值选取

2.2.4形态学图像处理

2.2.5腐蚀去噪

2.2.6彩色图像分割实验

2.3目标的检测

2.3.1方法的基本原理

2.3.2改进的投影法

2.4本章小节

第3章运动物体跟踪与摄像机控制

3.1引言

3.2基于Kalman滤波器的目标运动估计

3.3 Kalman滤波器的使用

3.4摄像机控制

3.4.1问题的提出

3.4.2平台控制参数△θ、△ψ的计算

3.4.3控制参数传输

3.5本章小节

第4章跟踪实验系统

4.1视觉跟踪系统体系结构

4.1.1系统控制流程分析

4.1.2系统硬件环境

4.1.3系统软件构成

4.2跟踪实验

4.3本章小节

结论

参考文献

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致谢