| 【中文题名】 | 基于颜色信息的目标搜索和单应性矩阵的视觉伺服控制 |
| 【英文题名】 | Object Search of Color Information and Visual Servo Control Based on Homography |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-5 |
| 【中关键词】 | 机器视觉,摄像机标定,颜色空间,目标搜索,视觉伺服,单应性矩阵 |
| 【英关键词】 | Machine vision,Camera calibration,Color space,Moving objects tracking,Visual servoing,Homography, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 | 机器视觉作为当今最为活跃而又富有挑战意义的研究领域,其研究内容和应用领域相当广泛。运动目标的搜索与跟踪是这一领域中非常活跃的一个课题,而且有着非常广泛的应用。本文对基于颜色信息的目标搜索及单应性矩阵的视觉伺服控制技术进行了研究,在深入研究摄像机的标定方法以及运动目标的搜索的基础上,设计了一种基于单应性矩阵的自适应视觉伺服跟踪控制器。
立体视觉中,首先必须解决的是三维物点与二维像点的对应关系问题。因此,摄像机标定是机器视觉实现的前提和基本问题。线性模型是最简单的摄像机模型,论文基于线性模型的原理,进行了单摄像机内外参数的标定实验,搭建了一个视觉测量系统。
在实际应用中,准确快速地完成运动目标搜索是解决问题的关键。针对运动场景分析的要求,论文介绍了如何对颜色空间进行选取,并分析了如何对动态彩色图像序列进行图像去噪处理、图像分割,最后以足球机器人视觉系统为例,设计了一种基于颜色索引表的顺序网格和种子填充相结合的目标搜索方法。这种方法提高了视觉系统的实时性和可靠性,并且在足球机器人实时仿真实验中验证了所提方法的快速性、有效性。
为了补偿由三维物点向二维像点转化过程中所造成的深度数据的丢失,论文将基于位置和... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1 章 绪论 |
10-18 |
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1.1 机器视觉发展概况 |
10-13 |
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1.1.1 机器视觉的发展 |
10-11 |
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1.1.2 Marr 的视觉理论框架 |
11-12 |
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1.1.3 机器视觉的应用领域 |
12-13 |
|
1.2 视觉伺服控制的发展及研究现状 |
13-16 |
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1.2.1 视觉伺服控制系统 |
13-14 |
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1.2.2 视觉伺服控制系统的分类 |
14-16 |
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1.2.3 视觉伺服控制研究的前景展望 |
16 |
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1.3 选题意义 |
16-17 |
|
1.4 论文的主要研究内容与结构安排 |
17-18 |
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第2 章 空间几何变换 |
18-27 |
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2.1 几种空间几何变换 |
18-23 |
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2.1.1 齐次变换 |
18-19 |
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2.1.2 射影变换 |
19-20 |
|
2.1.3 仿射变换 |
20-22 |
|
2.1.4 比例变换 |
22 |
|
2.1.5 欧氏变换 |
22-23 |
|
2.2 几何变换的不变量 |
23-25 |
|
2.2.1 简比与交比 |
23-24 |
|
2.2.2 不变量 |
24-25 |
|
2.3 欧氏空间的刚体变换 |
25-26 |
|
2.4 本章小结 |
26-27 |
|
第3 章 摄像机标定 |
27-40 |
|
3.1 摄像机透视投影模型 |
27-31 |
|
3.1.1 图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系 |
27-29 |
|
3.1.2 针孔成像模型 |
29-30 |
|
3.1.3 非线性模型 |
30-31 |
|
3.2 摄像机标定方法的概述 |
31-32 |
|
3.3 基于3D 立体靶标的摄像机标定 |
32-39 |
|
3.3.1 线性模型摄像机的标定原理 |
33-36 |
|
3.3.2 标定步骤 |
36 |
|
3.3.3 仿真结果 |
36-39 |
|
3.4 本章小结 |
39-40 |
|
第4 章 基于颜色信息的目标搜索 |
40-55 |
|
4.1 图像颜色空间的选择及颜色信息库的建立 |
40-46 |
|
4.1.1 RGB 颜色空间 |
40-41 |
|
4.1.2 HIS 颜色空间 |
41-44 |
|
4.1.3 颜色信息库的建立 |
44-46 |
|
4.2 图像去噪处理 |
46 |
|
4.3 图像分割方法及其实现 |
46-50 |
|
4.3.1 图像分割方法的选择 |
47-48 |
|
4.3.2 图像分割方法的实现 |
48-50 |
|
4.4 足球机器人的目标搜索 |
50-52 |
|
4.5 仿真结果 |
52-54 |
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4.7 本章小结 |
54-55 |
|
第5 章 基于单应性矩阵的视觉伺服跟踪控制 |
55-77 |
|
5.1 几何模型 |
55-58 |
|
5.2 欧氏重构 |
58-60 |
|
5.3 控制的目标 |
60-63 |
|
5.4 控制函数 |
63-67 |
|
5.4.1 开环误差系统 |
63-66 |
|
5.4.2 闭环误差系统 |
66-67 |
|
5.5 稳定性分析 |
67-68 |
|
5.6 在手-眼机器人上的应用 |
68-70 |
|
5.7 仿真结果 |
70-76 |
|
5.8 本章小结 |
76-77 |
|
结论 |
77-79 |
|
参考文献 |
79-85 |
|
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
85-86 |
|
致谢 |
86-87 |
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作者简介 |
87 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387757 |
