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《基于稀疏直方圖的空間機械臂視覺目標(biāo)跟蹤方法.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、航天返回與遙感第36卷第3期92SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年6月基于稀疏直方圖的空間機械臂視覺目標(biāo)跟蹤方法高升袁寶峰齊哲陳磊王康梁常春（北京空間飛行器總體設(shè)計部空間智能機器人系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用北京市重點實驗室，北京100094）摘要視覺系統(tǒng)作為空間機械臂的重要組成部分，一項重要功能就是在復(fù)雜空間環(huán)境下在規(guī)定周期內(nèi)自主、可靠地完成對空間目標(biāo)的跟蹤，即在相機采集的圖像序列中定位目標(biāo)區(qū)域。文章面向空間機械臂視覺跟蹤的應(yīng)用需求，提出一種基于稀疏直方圖的視覺目標(biāo)跟蹤
2、方法，在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)選取相互重疊的局部圖像塊，通過組合全部圖像塊的稀疏系數(shù)構(gòu)造直方圖以獲取目標(biāo)表示，采用基于簇比重信息的相似性度量方法計算目標(biāo)模板與候選目標(biāo)之間的距離，將此距離作為粒子濾波的觀測模型以在圖像中確定目標(biāo)位置。標(biāo)準(zhǔn)測試集測試、室內(nèi)環(huán)境和在軌環(huán)境試驗的定性和定量分析結(jié)果均表明文中方法可以實現(xiàn)對相機視場范圍內(nèi)目標(biāo)的準(zhǔn)確和可靠跟蹤。關(guān)鍵詞目標(biāo)表示稀疏直方圖相似性度量空間機械臂視覺系統(tǒng)中圖分類號:V11文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1009-8518(2015)03-0092-07DOI:10.396
3、9/j.issn.1009-8518.2015.03.013SpaceManipulatorVisualObjectTrackingMethodUsingSparsity-basedHistogramGAOShengYUANBaofengQIZheCHENLeiWANGKangLIANGChangchun（BeijingKeyLaboratoryofIntelligentSpaceRoboticSystemsTechnologyandApplications,BeijingInstituteofS
4、pacecraftSystemEngineering,Beijing100094,China）AbstractVisionsystemisakeypartofaspacemanipulatorsystem.Spaceobjecttrackingorobjectlocalizationinimagesequencesfromcameras,whichisimplementedautonomouslyandreliablywithinagiventimeincomplexspaceenvironmen
5、t,isoneoftheimportantfunctionsofthevisionsystem.Inthispaper,weproposeasparsity-basedhistogramvisualobjecttrackingmethodforaspacemanipulatorsystem.Theobjectrepresentationisacquiredbycombiningthesparsecoefficientsofoverlappedimagepatchesintheobjectregio
6、n,andthedistancebetweenthecandidateandthetemplateiscalculatedbyusingthebin-ratioinformationbasedsimilaritymeasure.Trackingiscarriedoutwithinaparticlefilterframework,inwhichthedistanceisusedtoconstructtheobservationmodel.Experimentsconductedonbenchmark
7、setandimagesequencescapturedbymanipulatorvisionsystemsinindoorenvironmentandon-orbitenvironmentdemonstratequalitativelyandquantitativelythattheproposedmethodcanperformaccurateandreliabletrackingoftheobjectinthecamerafieldofview.Keywordsobjectrepresent
8、ation;sparsity-basedhistogram;similaritymeasure;spacemanipulator;visionsystem收稿日期：2015-01-15基金項目：國家自然科學(xué)基金（61231018，61305112）第3期高升等:基于稀疏直方圖的空間機械臂視覺目標(biāo)跟蹤方法930引言空間機械臂是深入開展航天活動必不可少的工具。在中國的載人航天三期工程中，空間機械臂作為支持空間站建設(shè)和運營的關(guān)鍵性技術(shù)，承擔(dān)著艙段轉(zhuǎn)位、懸停飛行器捕獲和輔助對接、支持航天員
