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摘 要
Abstract
目 录
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 移动机器人发展现状
1.2.2 目标检测跟踪发展现状
1.3 论文主要内容和章节安排
第二章 系统整体设计及相关技术
2.1 移动机器人系统工作流程
2.2 移动机器人系统设计方案选择
2.2.1 图像检测跟踪实现方式对比
2.2.2 采用基于NIOS II软核的FPGA实现
2.3 开发技术简介
2.3.1 Qsys工具简介
2.3.2 SignalTap II软件介绍
2.3.3 Avalon总线概述
第三章 目标检测算法研究
3.1 目标检测评价指标
3.2 运动目标检测常见算法
3.2.1 三帧差法
3.2.2 基于高斯混合建模的背景减除法
3.3 基于自适应高斯混合模型的运动目标检测算法
3.3.1 算法改进
3.3.2 实验结果与分析
第四章 目标跟踪算法研究
4.1 目标跟踪评价指标
4.2 粒子滤波原理
4.2.1 贝叶斯滤波
4.2.2 序贯重要性采样
4.3 特征选取及融合
4.3.1 HSV颜色特征
4.3.2 边缘特征
4.3.3 LBP纹理特征
4.3.4 特征融合
4.4 基于多特征融合的粒子滤波目标跟踪算法
4.4.1 算法步骤
4.4.2 实验结果及分析
第五章 FPGA嵌入式系统硬件开发
5.1 机器人嵌入式系统整体框架
5.2 图像采集模块
5.2.1 OV7670摄像头模块简介
5.2.2 OV7670 定制IP核
5.2.3 功能测试结果
5.3 VGA显示模块
5.3.1 VGA简介
5.3.2 VGA显示驱动定制IP核
5.3.3 功能测试结果
5.4 超声波测距模块
5.4.1 HC-SR04超声波测距模块简介
5.4.2 功能测试结果
5.5 模糊控制和运动执行模块
5.5.1 L298N电机驱动模块简介
5.5.2 模糊控制器的实现
5.5.3 模糊执行定制IP核
5.5.4 功能测试结果
5.6 机器人系统整体构建
第六章 FPGA嵌入式系统软件开发及系统测试
6.1 IP核HAL驱动实现
6.1.1 IP核编程函数介绍
6.1.2 IP核寄存器驱动文件的编写
6.2 图像处理算法的实现
6.3 软件实验测试及结果分析
6.4 嵌入式系统集成测试
6.4.1 机器人平台介绍
6.4.2 实验场景及条件
6.4.3 试验结果分析
总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
