基于视觉的移动目标识别与跟踪算法研究与实现

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1、密级，无分类号ＴＰ３０１ｍ＇ＡＮＥＣＨＮＯＬＯＧＸＩＴＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目？：基于视觉的移动目标识别与跟踪算法研究与实现作者一：段琛指导教师：王鹏教授申请学位学科；模式识别与智能系统２０１８年５月１８日密级公开分类号TP301XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:基于视觉的移动目标识别与跟踪算法研究与实现作者：黑体段一琛4号指导教师：王鹏教授申请学位学科：模式识别与智能系统2017年5月18日基于视觉移动目标

2、识别与跟踪算法研究与实现摘要异构机器人协同是扩展单一机器人作用范围，提高机器人完成复杂任务成功率的重要研究方向。空地机器人协同系统便是典型的异构机器人系统。本文依托空地机器人协同系统，以无人机对地面目标识别与跟踪为研究目标。在计算机视觉技术理论研究的基础上，完成无人机对地面机器人的识别和跟踪。本文对所依托的异构机器人协同系统进行了阐述，分析系统需求，设计了基于计算机视觉的目标跟踪方案，该方案设计了硬件实现平台和目标跟踪的工作流程。计算机视觉算法的理论研究作为本文的重点内容。空地机器人协同系统中图像的预处理主要是对自然天气，传

3、感器震动，随机信道噪声对原图像造成的图像退化现象进行图像复原工作。本文主要进行图像去噪方面的研究。首先利用K-means算法对图像块进行分类，对不同子类别进行字典学习，最后重建图像，在重建的过程中，利用非局部相似方法提高图像复原的效果。在对图像进行去噪处理后，便是目标识别的工作。采用图像匹配方法，使用具有较好鲁棒性的SIFT特征，匹配过程中进行了基于PCA-KD树算法改进，为了进一步提高匹配精度，使用Ransac算法进行二次匹配。然后运用透视变换找到目标位置。得到目标位置后，便是对其进行目标跟踪。提出了一种结合Kalman滤

4、波器校正的压缩感知多尺度目标跟踪算法。该算法利用Kalman滤波器生成距离权值，使用加权贝叶斯滤波器校正跟踪位置，在确定的位置上进行多尺度的模板采集，以适应尺度的变化。在分类器参数更新时，引入了自适应的学习速率。对四旋翼无人机跟踪飞行实验进行研究，构建相机模型，通过坐标变换建立了无人机和跟踪目标间的位置关系。基于此计算无人机的导航参数，进而控制无人机飞行最终实现无人机的飞行跟随。实验证明本文所研究的计算机视觉算法的有效性和可行性。关键字：计算机视觉；目标识别；目标跟踪；空地机器人协同ResearchandImplementa

5、tionofRecognitionandTrackingAlgorithmbasedonVisualMovingTargetDiscipline:PatternRecognitionandIntelligentSystemAbstractThecoordinationofheterogeneousrobotsisanimportantresearchdirectiontoexpandthescopeoftheactionofthesinglerobotandimprovethesuccessrateoftherobottoc

6、ompletethecomplextasks.Theair-groundcooperativesystemisatypicalheterogeneousrobotsystem.Inthispaper,thetargetrecognitionandtrackingofUAVBasedonthegroundtogroundrobotcooperativesystemisstudied.Onthebasisoftheoreticalresearchofcomputervisiontechnology,UAVrecognitiona

7、ndtrackingofgroundrobotsarecompleted.Thispaperexpoundstheheterogeneousrobotcooperativesystem,analyzestherequirementofthesystem,anddesignsthetargettrackingschemebasedonthecomputervision.Thisschemedesignsthehardwareimplementationplatformandtheworkflowofthetargettrack

8、ing.Thecomputervisionalgorithmtheoryisthekeycontentofthepaper.Theimagepreprocessinginthespacerobotcooperativesystemmainlyworksontheimagerestorati