王斌銳，徐　肶，金英連
中國計(jì)量學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化研究所，浙江杭州

摘　　　要：消除視覺抖動(dòng)是機(jī)器人移動(dòng)中對(duì)接作業(yè)的關(guān)鍵。基于仿射變換，建立了圖像的遞推運(yùn)動(dòng)模型；設(shè)計(jì)了基于梯度的分區(qū)域的ＫＬＴ特征提取算法，分析了梯度與灰度變化的關(guān)系；利用絕對(duì)誤差和較優(yōu)進(jìn)行特征點(diǎn)的匹配，并利用菱形搜索算法來提高匹配速度，設(shè)計(jì)自適應(yīng)模板算法來解決匹配結(jié)果不惟一的問題；利用較小二乘法求解超定運(yùn)動(dòng)方程組，得到運(yùn)動(dòng)參數(shù)。推導(dǎo)得到有意運(yùn)動(dòng)參數(shù)的觀測(cè)模型；利用Ｋａｌｍａｎ濾波去除無意運(yùn)動(dòng)；利用濾波后的運(yùn)動(dòng)參數(shù)重構(gòu)圖像，對(duì)含抖動(dòng)的視頻進(jìn)行穩(wěn)像補(bǔ)償。在非平整路面內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人上開展實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，相對(duì)參數(shù)濾波比絕對(duì)參數(shù)濾波更平滑，且算法對(duì)ｘ和ｙ方向的抖動(dòng)補(bǔ)償無相互干擾，經(jīng)過該算法處理后的視頻序列與原序列相比結(jié)果得到較大改善，滿足準(zhǔn)確性要求。

關(guān)　鍵　詞：視覺抖動(dòng)；特征匹配；超定方程；Ｋａｌｍａｎ濾波；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償

１　引　言
攝像頭安裝在非平穩(wěn)移動(dòng)的機(jī)器人上，視頻帶有抖動(dòng)。視頻穩(wěn)定主要包括光學(xué)穩(wěn)像、機(jī)械穩(wěn)像和電子穩(wěn)像［１�玻玻荩撤N方法。光學(xué)穩(wěn)像和機(jī)械穩(wěn)像需專用設(shè)備，成本高。電子穩(wěn)像直接對(duì)視頻進(jìn)行操作，是現(xiàn)代穩(wěn)像技術(shù)發(fā)展的重要方向，主要包括運(yùn)動(dòng)的估計(jì)、濾波和補(bǔ)償三部分。文獻(xiàn)［３］提出用塊匹配的方法估計(jì)視頻運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算量大；文獻(xiàn)［４］用灰度投影方法估計(jì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，算法精度不高，效果不明顯；文獻(xiàn)［５�玻叮萦茫樱桑疲裕ǔ叨炔蛔儯┨卣髌ヅ涔烙�(jì)運(yùn)動(dòng)矢量；文獻(xiàn)［７］主要研究以灰度投影算法為基礎(chǔ)的電子穩(wěn)像算法。運(yùn)動(dòng)濾波是視頻穩(wěn)定的重點(diǎn)，主要有均值濾波、ＦＩＲ 濾波和Ｂ 樣條濾波［８�玻保埃荨＃耍蹋裕郏保保菟惴ㄊ牵耍幔睿幔洌澹�Ｌｕｃａｓ，和Ｔｏｍａｓｉ等人提出的一種利用空間亮度等級(jí)差異信息獲取特征點(diǎn)的特征提取和跟蹤算法。本文首先利用ＫＬＴ方法對(duì)圖像進(jìn)行特征提取；其次對(duì)相鄰２幀之間作特征匹配得到運(yùn)動(dòng)參數(shù)；而后運(yùn)用Ｋａｌｍａｎ濾波方法去除無意運(yùn)動(dòng)；較后開展了實(shí)驗(yàn)研究。

登錄網(wǎng)站后可下載文件