基于機(jī)器視覺(jué)的大鼠機(jī)器人狀態(tài)檢測(cè)算法
本文關(guān)鍵詞:基于機(jī)器視覺(jué)的大鼠機(jī)器人狀態(tài)檢測(cè)算法,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:動(dòng)物機(jī)器人以生物體為運(yùn)動(dòng)載體,通過(guò)腦機(jī)接口神經(jīng)刺激方式,將外部控制指令直接作用于動(dòng)物腦區(qū),實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體行為的人工控制。相比于傳統(tǒng)機(jī)器人,動(dòng)物機(jī)器人在靈活性、隱蔽性、突發(fā)狀況處理能力和能源供給等方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是目前動(dòng)物機(jī)器人的控制實(shí)驗(yàn)尚需人工控制參與,限制了動(dòng)物機(jī)器人在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用。要完善動(dòng)物機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制是必要條件。而動(dòng)物機(jī)器人的狀態(tài)獲取是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要組成部分。本文圍繞大鼠機(jī)器人在自動(dòng)控制試驗(yàn)中的狀態(tài)獲取的問(wèn)題,設(shè)計(jì)算法與實(shí)驗(yàn),獲取大鼠機(jī)器人在頂部攝像頭圖像中的狀態(tài)信息,并改進(jìn)算法提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,以改善大鼠機(jī)器人自動(dòng)控制效果。在文章主要貢獻(xiàn)有:(1) 設(shè)計(jì)大鼠機(jī)器人身體定位算法,分別通過(guò)改進(jìn)背景差分和混合高斯算法檢測(cè)大鼠機(jī)器人身體位置信息,結(jié)合算法檢測(cè)問(wèn)題,對(duì)算法進(jìn)行融合改進(jìn)。(2) 設(shè)計(jì)大鼠機(jī)器人頭部檢測(cè)算法,依據(jù)檢測(cè)獲取的大鼠機(jī)器人區(qū)域的輪廓特征和角點(diǎn)特征,識(shí)別大鼠機(jī)器人頭部位置信息,結(jié)合算法檢測(cè)問(wèn)題和幀之間時(shí)序信息優(yōu)化檢測(cè)結(jié)果。(3) 定義大鼠機(jī)器人狀態(tài)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)獲取的信息對(duì)大鼠狀態(tài)分類(lèi),并與手工獲取數(shù)據(jù)對(duì)比,從狀態(tài)分類(lèi)結(jié)果層面對(duì)檢測(cè)結(jié)果給出評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】:大鼠機(jī)器人 狀態(tài)檢測(cè) 改進(jìn)背景差分 混合高斯 輪廓特征 角點(diǎn)特征 狀態(tài)分類(lèi)
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TP242;TP391.41
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-14
- 第1章 緒論14-23
- 1.1 課題背景14-15
- 1.2 動(dòng)物機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義15-17
- 1.2.1 動(dòng)物機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
- 1.2.2 動(dòng)物機(jī)器人的研究意義17
- 1.3 動(dòng)物機(jī)器人的自動(dòng)控制和狀態(tài)獲取17-21
- 1.3.1 動(dòng)物機(jī)器人的自動(dòng)控制18
- 1.3.2 機(jī)器人狀態(tài)檢測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀18-19
- 1.3.3 動(dòng)物機(jī)器人的狀態(tài)獲取19-21
- 1.4 本文章節(jié)設(shè)計(jì)21
- 1.5 本章小結(jié)21-23
- 第2章 大鼠機(jī)器人的狀態(tài)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)23-32
- 2.1 大鼠機(jī)器人介紹23-24
- 2.2 大鼠機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)24-27
- 2.2.1 大鼠機(jī)器人生物體25-26
- 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備26-27
- 2.3 大鼠機(jī)器人的狀態(tài)檢測(cè)27-31
- 2.3.1 大鼠機(jī)器人的導(dǎo)航27-28
- 2.3.2 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的方法28-30
- 2.3.3 大鼠機(jī)器人的狀態(tài)檢測(cè)30-31
- 2.4 本章小結(jié)31-32
- 第3章 大鼠機(jī)器人身體位置定位方法32-49
- 3.1 利用背景差分獲取大鼠身體位置32-35
- 3.1.1 背景差分算法32-33
- 3.1.2 改進(jìn)背景差分算法33
- 3.1.3 改進(jìn)背景差分算法檢測(cè)結(jié)果33-35
- 3.2 利用混合高斯獲取大鼠身體位置35-36
- 3.3 優(yōu)化獲取的大鼠區(qū)域36-38
- 3.4 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域檢測(cè)結(jié)果對(duì)比38-40
- 3.5 大鼠身體位置定位實(shí)驗(yàn)分析40-47
- 3.5.1 大鼠機(jī)器人準(zhǔn)確位置標(biāo)定數(shù)據(jù)40-42
- 3.5.1.1 準(zhǔn)確位置標(biāo)定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)40-41
- 3.5.1.2 準(zhǔn)確位置標(biāo)定方法41-42
- 3.5.1.3 標(biāo)定準(zhǔn)確位置總量與格式42
- 3.5.2 大鼠機(jī)器人身體位置定位結(jié)果分析42-47
- 3.5.2.1 改進(jìn)背景差分大鼠機(jī)器人身體位置定位42-43
- 3.5.2.2 混合高斯模型大鼠機(jī)器人身體位置定位43-44
- 3.5.2.3 身體位置定位結(jié)果對(duì)比優(yōu)化44-47
- 3.6 本章小結(jié)47-49
- 第4章 大鼠機(jī)器人的頭部位置檢測(cè)方法49-63
- 4.1 利用輪廓信息獲取大鼠頭部位置49-50
- 4.2 利用角點(diǎn)信息獲取大鼠頭部位置50-53
- 4.2.1 角點(diǎn)檢測(cè)介紹50-51
- 4.2.2 圖像角點(diǎn)檢測(cè)51-52
- 4.2.3 利用角點(diǎn)獲取大鼠頭部位置52-53
- 4.3 大鼠機(jī)器人頭部位置檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分析53-62
- 4.3.1 輪廓識(shí)別獲取大鼠機(jī)器人頭部位置54
- 4.3.2 角點(diǎn)識(shí)別獲取大鼠機(jī)器人頭部位置54-55
- 4.3.3 大鼠機(jī)器人頭部位置檢測(cè)算法對(duì)比改進(jìn)55-57
- 4.3.4 依據(jù)時(shí)序信息改進(jìn)頭部位置檢測(cè)算法57-62
- 4.4 本章小節(jié)62-63
- 第5章 大鼠機(jī)器人狀態(tài)信息實(shí)驗(yàn)應(yīng)用63-70
- 5.1 大鼠機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)控制模塊簡(jiǎn)介63-65
- 5.2 大鼠機(jī)器人狀態(tài)分類(lèi)65
- 5.3 大鼠機(jī)器人控制指令選取評(píng)價(jià)65-69
- 5.3.1 控制指令選取評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)65-66
- 5.3.2 大鼠機(jī)器人獎(jiǎng)賞指令選取評(píng)價(jià)66-68
- 5.3.3 大鼠機(jī)器人轉(zhuǎn)向指令選取評(píng)價(jià)68-69
- 5.4 本章小節(jié)69-70
- 第6章 工作總結(jié)與展望70-72
- 6.1 工作總結(jié)70-71
- 6.2 展望71-72
- 參考文獻(xiàn)72-75
- 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果75-76
- 致謝76
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