用于自由游动鱼三维测量的视频跟踪方法

介绍了一种二维跟踪自由游动的鱼的视频系统. 该系统由一个计算机控制的二维平台以及安置在平台上两个 CCD 相机组成. 这两个相机能同时跟踪拍摄鱼的底视和侧视图. 通过处理跟踪时记录的图像可获得鲫鱼在前游、倒游和拐弯3种运动模式下的身体曲线以及尾鳍和胸鳍的运动学参数.     

仿生机器鱼胸鳍的三维设计及数控加工

胸鳍是机器鱼实现沉浮、变向、倒退和推进的关键部件,胸鳍的三维设计及型面质量直接影响机器鱼实现稳定的各种运动.本文运用Soildworks2007对仿生机器鱼的胸鳍进行三维设计,通过CAM功能生成了胸鳍数控加工的代码,并用数控机床实现了机器鱼胸鳍的数控加工.     

用于表面形貌测量的自动焦点跟踪方法

介绍了一种新型的基于聚焦探测法的自动点跟踪传感器,该传感器可实现表面形貌的快速,非接触测量,其测量范围为５００μｍ,分辨率可达３ｎｍ;详细地描述了该传感器的工作原理,关键技术的实现及其应用。     

三维目标定点跟踪方法

提出了一种基于模型的线组合目标跟踪方法。该方法将三维目标前Ｋ幅二维正投影图像作为模型与当前二维投影图像相结合求取一组系数，从而通过解线性方程求得目标上任一点在当前二维正投影中的位置。这种方法首次解决了三维目标跟踪中的平移、尺度和旋转不变性及大面积遮挡问题，实现了对目标的任意点作为瞄准点的定点跟踪。     

仿生机器鱼自主游动的数值计算方法与机理

基于计算流体力学(CFD)方法建立了鱼体-流体耦合的三自由度(3-DoF)自主游动计算模型,对仿生金枪鱼模型从静止开始到稳定巡游的过程进行了模拟.计算结果表明:在巡游阶段前进速度的周期平均值非零,而侧向速度和艏摇角速度的周期平均值为零.鱼体前部始终产生阻力,鱼体后部在巡游阶段能够产生少量的推力,而尾鳍始终产生较大的推力.鱼体表面压力分布表明在尾鳍前缘的左右两侧,周期性地交替出现高压和低压区是尾鳍产生较大推力的原因.在加速阶段尾鳍的脱落涡强度大,一个周期脱落的两个涡相互挤压在一起;在巡游阶段鱼体产生的涡和尾鳍产生的涡融合在一起脱落到尾流中,形成反卡门涡街,使得尾鳍有效地吸收鱼体产生的涡中的能量,减少功率消耗.     

基于Kinect的运动目标跟踪与三维测量

首先利用微软Kinect的图像传感器获得RGB图像,并且利用CamShift算法实时跟踪一个选中的目标物体,然后获得该目标物体的质心,最后将该质心映射到Kinect深度传感器获得的深度图像中,从而实时得到该运动目标质心的三维坐标.实验结果表明,在目标与背景的色彩空间有一定偏差的情况下,该方法能够实时跟踪目标物体并获得目标物体质心的三维坐标.     

一种基于增强型烟花算法的自抗扰控制的机器鱼路径跟踪控制方法

机器鱼在未知水域进行路径跟踪时受到内外多种未知干扰因素的影响。自抗扰控制(auto disturbance rejection control, ADRC)具有较强的适应性、鲁棒性,是解决非线性、不确定性、强干扰、强耦合、大时滞等控制问题的一种有效方法。为了获得高质量的跟踪效果,提出基于增强型烟花算法的自抗扰控制(enhanced fireworks algorithm-auto disturbance rejection control,EFWA-ADRC)的路径跟踪控制方法。针对ADRC中参数的优化问题,采用增强型烟花算法(EFWA)在线调整,以提高机器鱼在路径跟踪过程中的抗干扰性。以多关节仿生机器鱼为研究对象,结合机器鱼的数学模型,在Serret-Frenet坐标系下建立路径跟踪误差模型,重点设计前向速度和转向速度控制率,构建基于EFWA-ADRC的路径跟踪控制系统。最后仿真与实验结果显示基于EFWA-ADRC与常规ADRC的控制方法使机器鱼分别在2.8 s、3.3 s左右跟踪给定路径,且跟踪误差分别保持在正负0.09 m、0.1 m内,相比于常规ADRC,所提出的控制方法使跟踪的稳态误差降低10%,证明提出的EFWA-ADRC控制器对受到强干扰的被控系统具有更优的控制效果。     

利用光栅位移传感器实现自由曲面的自适应跟踪测量

针对非接触自由曲面测量中激光位移传感器的非线性误差问题,设计了基于LabVIEW的光栅位移反馈系统,其采用调用动态链接库的方式完成数据采集.通过对反馈系统的线性度和回程误差进行实验分析,结果表明,该方法能够实现自由曲面的自适应跟踪测量,可保证激光测头跟随被测曲面的轮廓上下调整,使传感器工作在线性测量范围内.     

基于尺度自适应和跟踪框自转的视频目标跟踪

在高空运动变焦摄像机视频监控目标的自动识别跟踪中,跟踪目标背景、跟踪目标尺寸和跟踪目标相对背景运动的方位角都在实时变化,为解决常规Mean Shift目标跟踪算法在面临上述快速变化时容易出现的目标跟踪丢失问题,在Mean Shift目标跟踪算法的基础上,考虑跟踪目标的变尺度、长宽比和方位角等因素,提出了改进的基于尺度自适应和自转跟踪框策略的视频目标跟踪算法,实际场景下的实验结果表明:该算法具有较好的准确性和实时性,满足视频目标实时跟踪的应用需求。     

多节舵机驱动的柔软尾鳍机器鱼设计与研究

自然界中大部分鱼类依靠身体和尾鳍的波动推动来驱动自身的运动。仿照该类鱼游形式的水下机器人具有游动效率高、噪声低、隐蔽性好等特点,能够在水体中执行巡逻监测、探测搜索、情报收集等任务,在水下资源探测开发、国家安全防卫等方面具有广阔的应用前景。设计制作一款高效游动的软体机器鱼,该机器鱼仿照自然中应用最广泛的身体-尾鳍推进模式,身体的驱动由三个串联舵机完成,尾鳍采用软体硅胶被动变形来进行能量捕捉,从而实现S型摆动提供推力。实测结果发现柔软的鱼尾鳍推进效率较高,速度达到0.3 m/s,对应的斯托哈尔数为0.543,与真鱼的游动相当。     

超磁机器鱼游动数值模拟及其控制

针对管道中微小型机器人的研究和开发,提出一种利用外磁场驱动起小型机器鱼的研究方法.采用合金薄板模拟鱼尾骨架,贴在该薄板的超磁致伸缩材料模拟鱼体肌肉,建立了该问题的力学模型.通过研究机器鱼的游动机理,设计了一种机器鱼的超磁动力驱动器(GMMA).利用调整外界磁场频率,实现神经模拟以控制鱼尾摆动,即机器鱼的游动.结果表明,鱼尾摆动平均驱动力的大小取决于鱼尾的材料参数、几何参数和外磁场频率.特别是当外磁场频率接近系统固有频率时,该驱动力相对较大,该结论可作为鱼尾设计和控制的主要思路和依据.     

视频序列中基于特征匹配的目标跟踪方法

视频序列中运动目标的跟踪是智能视频监控领域中的一项重要问题,目标跟踪就是建立视频序列的不同帧中目标的对应关系。针对现有方法目标特征信息考虑不足的缺陷,提出一种基于特征匹配的目标跟踪方法。实验结果表明,所提方法在实时性的前提下,可以实现运动目标的准确跟踪。     

基于OpenCV的视频图像人眼跟踪方法的研究

在机动车驾驶员疲劳状态监控过程中,为了实时地跟踪驾驶员的眼部位置,定位并跟踪眼睛,进而判断眼睛的状态,提出了一种基于OpenCV的人眼识别和跟踪的视频图像检测方法。在VC++开发平台上,结合OpenCV相关封装函数和外接的摄像头,编写程序实现了对人眼的识别和跟踪。编译运行结果表明,该算法可靠性高,能够满足驾驶员眼睛监测的初步要求,在正常情况下能够检测出人眼,准确度较好,具有一定的实用性。     

基于双目视觉的鱼类游动三维轨迹跟踪

针对鱼类游动三维跟踪问题,提出了一种通过双目视觉对鱼类进行游动空间定位与连续跟踪的方法.在对双目摄像机立体标定及畸变矫正的基础上,通过混合高斯背景建模对游动的鱼进行目标识别、轮廓提取,计算得到鱼在两个摄像机坐标系中的形心,再通过三角测量法将两个摄像机坐标系下对应时刻的形心进行融合,获得该时刻鱼在三维空间的形心坐标,连续测量鱼的动态三维形心坐标序列,即可得到以三维形心度量的鱼的游动轨迹.并通过试验验证了方法的有效性,可为研究鱼类游动行为提供参考.     

蓝圆Shen等低值鱼鱼柳丝的加工方法

给出以蓝圆Ｓｈｅｎ等值低鱼为原料加工制作其鱼糜制品鱼柳丝的加工方法，原料鱼肉经两次碱盐水分段漂洗，再经低温斩拌、调味、定型和烘烤等工序，制成美味可口的鱼柳丝。     

一种视频中基于检测的快速人脸跟踪方法

针对背景复杂多变的视频人脸实时跟踪问题,从检测率、漏检率与错检率3个指标出发,通过改进样本选取的方式对训练样本的比例进行优化,得到一种快速人脸检测方法.在对卡尔曼的初始状态进行选取后,运用具有通过调整参数就能对被跟踪的人脸区域进行放大或者缩小功能的卡尔曼滤波方法来选取候选人脸区域,从而减少搜索时间,提高脸部区域检测速度...     

视频序列中基于特征匹配的目标跟踪方法

视频序列中运动目标的跟踪是智能视频监控领域中的一项重要问题,目标跟踪就是建立视频序列的不同帧中目标的对应关系.针对现有方法目标特征信息考虑不足的缺陷,提出一种基于特征匹配的目标跟踪方法.实验结果表明,所提方法在实时性的前提下,可以实现运动目标的准确跟踪.     

基于视频分析的实时跟踪及入侵警报系统

提出了一种基于视频分析的实时跟踪及入侵警报算法并构建了基于此算法的实时系统.运用Otsu算法对视频图像进行预处理.通过对预处理后的视频图像进行详细分析,根据运动行人的二值图像特征,用阈值分割及连通域的融合等方法实现对非目标人体干扰的去除,同时,对运动行人区域进行有效提取及跟踪.当实时跟踪的行人越过事先确定的警报区域,则系统发出警报.所提方法运算复杂度小,鲁棒性高,运算速度快,构建的实际系统可有效实现行人跟踪及入侵警报,实验证明该系统精度满足实际需求,具有较好的实时性,可应于较多领域.     

跟踪测量电视光学系统

电视系统是跟踪和测量飞行目标的主要手段之一。根据使用要求确定了电视跟踪系统中的光学系统主要参数，提出了一个新颖的光学系统方案以实现三个焦距对目标的跟踪和测量，并且对光学系统中各组元焦距的选择进行了讨论，最后给出了设计结果。