文档介绍：Classified Index: TP391
: 621
Thesis for the Master Degree
Vision Target Detection and Tracking Based on NAO Robot
Candidate: Pengcheng Zong
Supervisor: Prof. Xiaoliang Fan
School: School of Energy,Power and Mechanical
Engineering
Date of Defence: March, 2015
Degree-Conferring-Institution: North China Electric Power University
华北电力大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《基于 NAO 机器人的视觉目标检测与跟踪》,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。
作者签名: 日期: 年月日
华北电力大学硕士学位论文使用授权书
《基于 NAO 机器人的视觉目标检测与跟踪》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。
本学位论文属于(请在以上相应方框内打“√”): 保密□,在年解密后适用本授权书
不保密□
作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
摘要
随着科学技术的发展,机器人在工业、军事和外太空探测等领域得到了广泛的应用。仿人机器人作为机器人当中与人类最为相似的机器人,可以代替人类完成重复性高、危险性大的工作。本文使用的机器人平台为 NAO 仿人形机器人,在研究机器人视觉算法的基础上,重点研究了仿人型机器人的目标检测与跟踪算法。
本文在查阅了大量相关资料的基础上,进行了机器人视觉检测与跟踪算法的研究。首先,对 RGB、HIS、YUV 三种颜色空间下采集到的图像进行了分析对比,选择了受光照影响最小的 YUV 颜色空间,减小了机器人所采集图像受到光照变化的影响。其次,对所采集的图像进行图像分割,提取出所需要的目标图像,并且对目标图像进行去噪处理,去除图像中的干扰噪声。最后提取出目标定位和跟踪所需要的轮廓以及坐标等信息。
视觉算法确定的基础上,本文设计了 NAO 机器人的视觉定位、抓取实验,对机器人的视觉算法进行验证。首先,对 NAO 机器人的摄像机模型进行了分析,根据其只能同时使用一个摄像头的特点,对摄像机的内外参数进行了标定,进而构建了针对 NAO 机器人的单目测距模型。其次,设计了不同情况下机器人应该采用的不同策略,使得机器人能够高效精确地跟踪到目标,并且使用 Choregraphe 软件编写了机器人在跟踪过程中所需要的关键动作。最后,给出 NAO 机器人的整个跟踪系统框架,并且设计了 NAO 机器人的跟踪抓取实验,对实验结果进行分析后证明该目标跟踪系统能够实时、准确地跟踪目标。
关键词:NAO 机器人;视觉算法;检测;跟踪;抓取实验
Abstract
With the development of science and technology, robots in industrial, military and outer space probe and other fields has been widely used. Humanoid robots as the robots which were most similar with human can replace human repetitive high, dangerous work. Robot platform used for the NAO humanoid robot in this article,based on research of robot vision algorithms, focus on the target detection and tracking algorithms of humanoid robot.
In this thesis, based on a n