2。2 开发平台的搭建… 12

第三章 图像预处理 16

3。1 图像噪声的消除… 17

3。1。1 椒盐噪声与高斯噪声… 17

3。1。2 均值滤波… 19

3。1。3 中值滤波… 19

3。2 直方图均衡化… 21

第四章 目标检测、识别与跟踪 23

4。1 目标的检测… 23

4。2 目标的分割… 25

4。3 目标的跟踪… 26

第五章 总结与展望 37

致谢 39

参考文献 40

第一章 绪论

1。1 自主式机器人

机器人是将电子技术，机械技术与信息技术结合为一体的产物[1]。近年来， 机器领域的一些先进技术的发展进步已经对许多工业生产和社会发展作出了巨 大贡献。如今，机器人系统已经在工厂自动化生产、监控系统、指令控制系统、 AVG（自主引导车）、抗灾和医疗辅助等领域得到广泛应用[2]。越来越多的机器人 应用正在改善我们的日常生活，同时在执行各种不同任务方面，机器人也得到了 前所未有的更多关注。而随着计算机技术与智能技术的高速发展，为满足不同用 途和不同环境下作业的需要，机器人被设计出不同的结构和外形，然而工作环境 中不可控因素总是无法完全预料，所以无论哪一种机器人，人们对其的自主性和 智能性要求都越来越高。例如最早走进普通家庭，也最受到消费者普遍追捧的扫 地机器人，只能依靠随机清扫，无法进行具体物品识别、路径规划等等，这样的 扫地机器人根本无法被称作自主机器人，仅仅是用来代替人工清扫的机器罢了[3]。

所谓自主式机器人，是指其本体就自带为完成任务而所需的各种传感器以及 控制器，在任务执行过程中不需要外界人为信息输入和控制，能够独立自主地完 成一定的任务的机器人。例如在农业领域已经得到实际应用的果蔬采摘机器人， 比如说采摘西红柿，机器人可以通过视觉系统获取西红柿的图片，分析处理后再 根据内部已有的资料判断出哪些西红柿已经成熟了，然后摘下来放在小车或者篮 子里。而且拥有自我检测功能，当工作了一会后，机器人检测到到自己快没电的 时候，它会自己找到已经设定好的电源位置，进行充电。在整个行动过程中，完 全不需要人为操作，拥有极高的自主性。

1。2 机器人视觉

1。2。1 机器人视觉研究意义与背景

机器人视觉系统是机器人系统的组件之一，可以为机器人提供视觉信息的采 集[4]。机器人视觉广义上称为机器视觉，其基本原理与计算机视觉类似[5]。机器 视觉系统是指通过机器视觉产品将被采集的场景或目标的视觉信息转换为图像数据，再将其传送给图像处理系统已进行数字图象处理，转变成数字化信号，最 后由识别系统、定位系统或者跟踪系统对这些数字信号进行各种运算来抽取目标 特征，来实现物体识别、自我定位和目标跟踪等功能。

对于高度强调自主性与智能性的自主式智能机器人来说，机器视觉系统所起 到的作用就相当于人的眼睛和人的关系一样重要，感知到周围环境和目标的具体 参数是自主式机器人一切智能化判断的基础。在机器人领域刚刚开始发展的时候， 工业机器人由于没有视觉系统，只能够按照规定好的动作循环往复操作，一旦工 作环境发生变化或者出现一些意外因素，机器人不仅不能完成工作，甚至会造成 巨大的损失和危害。如今的自主式智能机器人正是因为有了对外界环境和目标对 象的感知能力，能够应对各种各样的突发因素，适应各种各样的环境，并且完成 人类难以完成甚至无法完成的任务，才被称为自主式智能机器人。因此，视觉系 统对自主式机器人来说是不可或缺的。