文档介绍：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字:耿伟签字日期:2011年4月24日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥工业大学可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名:耿伟导师签名:王浩签字日期:2011年4月24日签字日期:2011年4月24日学位论文作者毕业后去向:工作单位: 电话:通讯地址: 邮编:第一章 ,它集中了机器人视觉、人工智能、自动控制工程理论、机械电子、材料学和仿生学等多门学科的最新研究成果,是近年来发展最为活跃的前沿学科之一,被广泛应用于工业、农业、医学、建筑业以及军事等领域。近年来,智能机器人作为人工智能的一个重要研究分支得到了蓬勃的发展,科幻电影《终结者》、《人工智能》等好莱坞大片的问世,在很大程度上,反映了人们对未来智能机器人的美好憧憬。在人们的日常生活中,对周围环境信息的感知,主要是通过自己的眼睛、耳朵、鼻子及嘴巴等器官获取,据国外学者统计,在对外部世界的感知信息中70%以上是通过人眼获取的。机器人视觉是一门研究模拟人眼的视觉机理来获取和处理信息的科学,是人工智能领域最前沿的研究课题之一,是实现智能机器人的关键技术之一,视觉的研究目标是用视频传感器和计算机代替人眼及大脑,实现对周边环境的感知和理解,因而,机器人视觉的迅速发展必将拓宽智能机器的研究范围和应用领域,推动智能系统的快速发展。,由计算机视觉系统代替人脑完成对视频流的处理和分析。计算机视觉研究的最终目标是让计算机能够像人一样通过视觉系统实现对周边世界的观察和理解,并具有自主适应环境变化的能力。在这里,我们假定使用摄像机作为计算机的视觉传感器,其基本原理工作步骤为:(1)对监测或控制的对象进行图像采集,并转化成视频信号;(2)再对视频信号进行低通滤波处理,转变成模拟信号,并在时间上连续;(3)再用A/D转换器将模拟信号转变成数字信号,并对数字信号进行量化编码;(4)输人计算机,由计算机中的视觉软件系统进行处理,并把处理结果输出,最终达到对目标进行监控的目的,基本原理如图1-1。图1-,其基本工作原理与计算机视觉类似,主要研究使用计算机模拟人眼的视觉感知能力,通过从输入视频图像中提取有用特征信息,进行目标特征建模,再进行目标识别处理和分析,让机器人能够识别出场景中的目标物体,并能够确定目标物体所在的位置和大小。机器人视觉系统已经被提出多年,根据其发展历史,大体上可以将其分为三代:第一代系统主要由数字电路组成,系统按照事先制定好的流程,对视频流图像帧进行处理,并将处理结果进行输出,该系统主要被应用于材料的缺陷检测;第二代系统主要由计算机、图像采集输入设备和处理结果输出设备组成,并且已经具有一定的自适应环境能力;第三代系统是近年来正在研究开发的视觉系统,具有很高的智能性和环境自适应能力,并能在一定程度上模拟人眼视觉感知的能力。,它集中了数字图像处理、模式识别和人工智能等相关学科的最新研究成果。通过视频采集设备获取到含有运动目标的图像序列,利用特征提取技术对目标建模,再用图像处理技术对视频序列进行处理和分析,计算得到目标在图像帧中的位置,根据特征值的不同,将同一个目标在不同图像序列中关联起来,得到目标在连续视频序列中的运动轨迹,也就是说,根据目标当前帧中的信息,计算得到在下一帧图像中目标的位置和大小。运动目标跟踪技术在智能服务机器人、智能交通、安全监测、汽车自动驾驶及导弹自动目标锁定跟踪等领域具有巨大的应用前景。国内外研究现状在目标运动过程中,根据目标和目标所处的环境,通过选择具有可区分性的特征将目标从背景中区分开来,因此,运动目标跟踪技术的主要研究工作是选择具有可区分性的目标特征和有效的搜索算法。搜索算法大体上可以分为两种,一种是为了提高搜索匹配的速度和精度,另一种是通过预测目标在后续