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图像分析在机器人系统中的应用

作　者: 张建伟
导　师: 颜钢锋
学　校: 浙江大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 图像分析机器人系统人脸识别运动检测
分类号: TP242.62
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 94次
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内容摘要

图像分析已经越来越广泛的应用于机器人系统中。视觉已不仅是人类获取信息的最重要的途径,也是机器人系统智能化的重要体现。本文首先对国内外图像分析、模式识别技术及其在机器人系统中的应用进行了简要的综述。然后以家用服务机器人系统中人脸识别技术研究为切入点,详细介绍了特征脸和线性判别分析算法相结合实现正脸识别的步骤。测试结果证明,在测试人数为15个时,对人脸图片做合适的预处理后,用标准人脸库测试,此算法能达100%的识别率;实验室环境下,基于摄像头进行测试,也能达到80%以上的识别率。提出了基于隐马尔科夫模型对不同偏转角度的人脸图像序列进行分析和建模实现非正脸识别的方法,详细描述了实现步骤,实验验证了该算法的有效性。接着分析了基于图像分析的多机器人协调控制实验平台搭建的难点和关键技术,通过改进和运用图像预处理、摄像头标定与校正、运动物体检测与定位等多种图像分析方法,构建了一个基于群surveyor机器人的协调控制实验平台。实验结果表明,家用服务机器人应用人脸识别技术,在家庭成员给予一定配合的情况下,正脸识别和侧脸识别相结合能够实现各个成员的识别;基于图像分析的多机器人系统实验平台,可以获得机器人的较高精度的运动状态信息。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 图像分析研究概述  8-9
  1.2 图像分析在机器人系统中的典型应用  9-11
  1.3 研究内容和研究目标  11-12
  1.4 论文结构概述  12-13
2 基于PCA+LDA算法的正脸识别技术  13-27
  2.1 正脸识别及其相关技术  13-17
  2.2 设计方案  17-20
    2.2.1 人脸库的建立  17-18
    2.2.2 人脸检测  18-19
    2.2.3 正脸识别方案  19-20
  2.3 算法实现  20-26
    2.3.1 基于PCA的特征提取  20-22
    2.3.2 基于LDA的特征分类  22-23
    2.3.3 总体实现步骤  23-24
    2.3.4 实验及结果分析  24-26
  2.4 总结  26-27
3 基于HMM模型分析图像序列的侧脸识别技术  27-42
  3.1 侧脸识别及其相关技术  27-35
  3.2 设计方案  35
  3.3 算法实现  35-41
    3.3.1 人脸图像序列的隐马尔可夫模型  35-37
    3.3.2 隐马尔可夫模型的训练  37
    3.3.3 实验及其结果分析  37-41
  3.4 总结  41-42
4 基于图像分析的多机器人系统实验平台  42-60
  4.1 多机器人实验平台需求分析  42-47
  4.2 总体方案设计  47-48
  4.3 系统实现  48-57
    4.3.1 主处理系统  48-49
    4.3.2 视频子系统  49-52
    4.3.3 小车的建模  52-54
    4.3.4 无线通信  54
    4.3.5 基于图像坐标的控制  54-55
    4.3.6 基于世界坐标的控制  55-56
    4.3.7 程序流程  56-57
  4.4 实验  57-58
  4.5 误差分析  58-59
  4.6 总结  59-60
5 总结与展望  60-62
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-62
在校期间发表学术论文  62-63
参考文献  63-65
致谢  65

图像分析在机器人系统中的应用

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