基于灰度编码位平面匹配移动机器人视觉稳像算法

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摘要针对机器人在移动过程中由于地面不平坦而导致的视觉抖动现象，本文研究了一种基于灰度编码位平面的稳像算法，使移动机器人视觉[1]平台搭载的摄像系统能够得到稳定的视频输出。通过把彩色图像序列转化成灰度图像序列，并对其灰度系数进行编码后进行匹配搜索，从而实现了只需用几个编码数值就可以描述整幅图像信息的目的，大大缩减了计算量、提高了运算速率。最后在移动机器人视觉平台上进行了方案验证,证明了该算法具有实时的稳像效果。64594

毕业论文关键词移动机器人视觉电子稳像位平面匹配灰度编码运动估计

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title A image stabilization algorithm based on gray-code bit-plan matching for mobile robot vision

Abstract

Since jitter of the mobile robot vision caused by uneven ground in the moving process, an image stabilization algorithm based on gray-code bit-plan matching was researched in this paper to make the camera system equipped by the mobile robot vision platform obtain a stable video output. By converting the color image sequence into grayscale image sequence, encoding the gamma, matching and searching, the entire image information can be described by just a few coded values. This method can reduce the amount of computation greatly and improve the computing speed. Finally, the program verification was done on the mobile robot vision platform to prove that the algorithm has real-time image stabilization effect.

Keywords mobile robot vision electronic image stabilization bit-planes matching gray-coded motion estimation

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景及其意义 1

1.2 稳像技术的发展状况 1

1.3 本课题研究的主要内容 3

2 电子稳像的基本原理及算法 3

2.1 电子稳像系统的组成 3

2.2 电子稳像的基本原理 4

2.3 稳像算法的关键技术 4

3 运动估计、滤波、补偿 5

3.1运动估计 5

3.2 基于灰度编码位平面匹配的移动机器人视觉稳像算法 10

3.3 运动滤波 15

3.4 运动补偿 16

4 稳像系统的性能评价方法及MATLAB仿真分析 18

4.1 稳像系统的性能评价方法[25] 18

4.2 设计方案的MATLAB仿真结果及结果分析 19

5 电子稳像技术的难点、展望和总结 23

5.1 技术难点 23

5.2 展望[5] 24

结论 26

致谢 27

参考文献 28

1 绪论

1.1 课题研究的背景及其意义

在21世纪的今天，人类的生活早已与机器人密不可分了。从探索外星球、工业生产到教育医疗，甚至娱乐服务和家庭生活都有机器人的身影。但是机器人在移动的过程中，由于地面的不平坦或是其支撑物的抖动导致机器人视觉的抖动。视觉的抖动可能导致机器人的误判或漏判，影响其工作的准确性。对于一般的二维图像，抖动主要包含平移、旋转和缩放等。为了降低甚至消除抖动，本课题主要研究、探索电子稳像的基本原理和方法，以移动机器人搭载的摄像系统获得的图像为研究对象，通过对常用的几种的运动估计[2]进行比较，找出能够使移动机器人抖动的视觉图像稳定的方案。论文网