智能环境下跟踪系统设计本科智能环境下跟踪系统设计The projiect of the tracking system under the intellect environment54摘要在智能轮椅跟踪运动目标的过程中，为了顺利达到目的需要解决2个问题：一是准确的检测到目标的存在并确定其位置，二是根据运动目标的状态确定制定有效的跟踪策略。

本文针对在智能环境下也就是2个实验室的环境下，以有效的跟踪运动目标为目的，研究工作围绕上述的2个关键问题开展。

首先需要确定的是在2个实验室和1个走廊的环境中需要的传感器的个数和传感器的类型，以保证运动物体在这这样的环境中可以无死角的被定位，只有这样才能有效的实现跟踪。

其次是传感器从运动物体接收到的信息能正确的传给智能轮椅，智能轮椅接收后对收到的信息进行处理，从而通过dsp控制电机的转速和电机的转向以实现对运动物体的跟踪。

然后是硬件和软件问题，正确的硬件连接和合适的算法是保证实现跟踪的关键，在硬件设计中，用protel99正确的绘制电气原理图是一大重点，而软件中，正确的算法是重中之重。

最后通过控制，实现智能轮椅对运动目标的准确跟踪。

关键词：DSP；智能环境;传感器;跟踪算法54AbstractIt need to be addressed two questions in in order to successfully achieve the purpose of the process that intellect wheelchair tracks moving target : First, accurately detect the presence of the target and determine its location, the second is to determine the strategy to develop effective tracking of moving targets according to the state .In this paper, a intellect environment that is under two laboratory environment for the purpose of effectively track moving targets in the research work around two key issues to carry out the above .First,it need to determine the number of sensors and the types in two laboratories and a corridor to ensure no dead of moving objects can be positioned in such an environment,the only way to effectively achieve tracking.Following, the sensor receives information from a moving object to be able to pass the intellect wheelchair,then wheelchair deals information that it receives,thus turning to achieve tracking of moving objects by DSP motor speed control and motor . Then the hardware and software problems: hardware properly connected and the appropriate tracking algorithm is the key to ensure the realization of the hardware design, with protel99 correct electrical schematic drawing is a major focus, and software, the correct programming is heavy in the heavy . Finally,control can achieve intelligent wheelchair for accurate tracking of moving targets.Keywords: motor; DSP;intellect environment;sensor5454目 录摘 要 ........................................................... I ABSTRACT (II)第1章 引言 (2)1.1研究的目的与意义 (2)1.2 研究背景 (2)1.3国内外研究现状 (2)1.4 研究方法 (2)第2章 智能环境 (2)2.1 智能环境的设计 (2)2.1.1 智能环境的特定概念 (2)2.1.2 运动目标的位置坐标 (2)2.1.3 智能环境具体设计 (2)第3章 硬件设计 (2)3.1 DSP 设计 (2)3.1.1 DSP 技术简介 (2)3.1.2 DSP 的选择 (2)3.1.3 TMS320F2812部分功能介绍 (2)3.1.4 TMS320F2812的最小系统设计 (2)3.2 无线传感器简介 (2)3.2.1 无线传感器内部结构 (2)3.2.2无线传感器的定位跟踪技术 (2)3.2.3 无线传感器的参数设置 (2)3.3 有线传感器的设计 (2)3.3.1 有线传感器的介绍 (2) (2)3.3.3有线传感器的设计 (2)第4章算法设计 (2)4.1运动目标跟踪算法分析 (2)4.1.1波门跟踪算法 (2)4.1.2光流法 (2)4.1.3主动轮廓跟踪 (2)4.1.4KALMAN滤波跟踪 (2)4.1.5其他跟踪算法 (2)4.1.6课题的跟踪算法选择 (2)4.2 目标模板 (2)4.2.1目标模板的描述 (2)4.2.2候选模板的描述 (2)4.2.3相似性度量 (2)4．3 实验结果分析 (2)4．4 改进的 MEANSHIFT 跟踪算法 (2)4.4.1核窗口带宽问题 (2)4.4.2颜色分布问题 (2)4.5 改进后的 MEANSHIFT 算法 (2)4.6 改进后 MEANSHIFT 算法流 (2)第5章结论 (2)参考文献 (2)致谢 (2)54第1章引言智能环境是什么呢?计算机的出现，人们就努力的让计算机完善到服务于自己，从小型的发展到大型的机器，及未来的广泛覆盖的计算环境；计算机最初是多人使用一台延伸到个人独立使用一台，演化到机器的联合共同服务于人们。

具有通信功能和计算的信息设备已融入到人们的工作、生活中，人们希望能随心所欲地享用计算和信息服务，智能环境的概念就这么神奇般地产生了。

智能环境系统有很强的直面交流互动性，人们的日常工作生活状态它都能正确及时地感知到，而且人们能够得到它严谨的服务结果。

在智能的环境下,技术的识别,不要人为控制的感知这些都是研究的瓶颈。

组成智能环境的最关键因素有：应用界面舒适、不会泄露隐私、信号稳定、人们愿意与其方便交流.。

智能环境中的计算组件很复杂，使系统的设计应用带来很多问题的差异化，如果想阻止底层存在的差异化，则须在更高层次上进行抽象和统一，服务描述、注册、查询和调用是自动化流程完成的基础。

跟踪系统是跟踪监测并测量处于位移物体轨迹参数的系统。

它的测量对象是处于速度运动的物体。

跟踪系统能够输出运动目标的位置、姿势、组织构造和指标，这些因素都是导致高测量结果产生的决定性因素。

传感器的分类不同决定跟踪系统：无线电跟踪系统；光学跟踪系统。

现今信息来源广泛且良好融合，模拟人脑对视觉和听觉信息融合归纳作为基础，研究人员利用音频视频信息的时空相关性和互补性进行另类信息融合跟踪，较好的克服了单模态情况下的不足[4].1.1研究的目的与意义当今社会,无线通讯技术迎来了高效飞速发展、传感器种类和性能越来越高、网络覆盖、社会迎来了网络主时代，绿色社会号召,都推动了低功耗低成本的无线传感器快速发展，也引发了国内外各界的广泛关注。

无线传感器有无线通信，信号采集，处理的功能；无线传感器节点成本低，体积小，可随意地分布在监测区域，简单方便；它们组成的网络规模大，具有自组织、无线多跳的功能，并且不需要基础设施来支持[12]。

无线音频传感器能够做到跟踪目标和确定位置，54比如监测到车的驶入要不要为其解除门禁，这样当车辆要通过时能否为它开启门禁，当车所传达的信息允许其进入时，门禁就会在车辆到达之前会自动提前开启，不仅减少了车辆等待时间的环节，同时也给用户带来了便捷，这种装置的功能非常适用于有紧急事件处理的部门（例如医院，消防部门）[13]。

智能机器人是人工智能与机器人学的混合交叉的研究范围，而对机器人的智能化控制则是智能化控制的重要应用研究范畴。

其存在不确定性,多重任务性,等一些因素,这些因素的存在导致移动机器人的系统变得很复杂,需要解决这些问题就要有传统控制理论和模型阐述。

智能环境的实现因素是随着现在的硬件设备越做越小，计算机运算质量的不断增强与运算速度越来越快，空间储存能力也不断的在扩大，无限网络的健全。

我们认为，把这些智能的电子设备隐藏到角落里，凳子上，饮料上,人们所穿戴的鞋帽，还有经常使用的饰品上。

假设这些如这些硬件、储存的技术均能满足这种变化性较强的趋势，我们自问还有没有全新的应用能展现出来?而因为硬件迷你化，然后又有新的应用更替[14]，人们应该会实现以前实现不了的事情了。

如果未来生活中都存在这些，而且能给人们的需求做出相应的反映。

就好比,当我们进入了一个空间，这个空间的设施是不是能有什么样的改变，比如说，每天早上起床喝杯热茶，智能系统就会知道当我端起杯子时也想顺便知道各界有什么新闻呢?系统把我想知道的新闻呈现在墙壁上，这一系列的动作，是系统对人类需求做出的反应和对策。

这些东西本该是死的，现在我们却把它变得有生命了，人们所在的空间能够感知到人,根据不同的人，空间会随之做出相应的对策，你可能对娱乐性的消息比较中意，我可能对股市跟企业的动态有兴趣。

所以说，智能设备要有人性化的服务于人类的反映,还要有个性化服务。

智能化控制要解决控制问题，不再受限于传统的自动控制,它们是针对复杂的目标、空间的高级控制，其中涵盖了策划、管理、组织、协调、决策、指挥、通信等，怎么才能高质量的模仿人的动作，让智能化控制和运动性控制两者结合,根据机器人视觉检测与跟踪的世界模型去建立控制模型解决其中的任务分配，寻找一种既具有检测辨识性能高，而且可以对移动的物体做控制和辨别，并能进行实际应用都是很值得深入研究的。