基于视觉的目标跟踪控制系统研究
RoboMaster作为全球首个射击对抗类的机器人比赛,吸引了数以万计科技爱好者的关注。

本文以实现RoboMaster战车对运动目标的自动识别与瞄准为目标,以机器人云台为研究对象,在传统目标检测与视觉跟踪技术的基础上,设计了视觉闭环的目标跟踪控制系统,实现对运动目标的随动跟踪。

主要研究内容如下:首先使用彩色阈值分割与边缘检测算法相结合的检测识别方法,实现对运动目标的识别;在Camshift跟踪算法的基础上,设计了Camshift与Kalman滤波融合的跟踪预测算法,通过实验验证了该算法在颜色干扰与遮挡情况下目标跟踪的准确性。

然后对随动平台进行软硬件设计,设计出基于STM32F417的战车云台运动控制板。

将控制板、云台以及图像处理端进行连接,完成基于视觉目标跟踪的位置伺服控制系统搭建。

设计了带边界的PID控制器,将图像处理端得到的运动目标像素偏差作为控制器的输入,输出控制指令到云台。

最后在搭建的实验平台上进行运动目标跟踪实验。

实验结果表明,所设计的系统具有较好的目标识别跟踪效果,验证了系统的有效性。