近年來,將機器人技術同攝影攝像行業(yè)的具體化需求有效結合的拍攝機器人由于其極大節(jié)省了拍攝時的人力成本,改善了拍攝效率,以及相當程度優(yōu)化了對場景或目標的拍攝效果,被逐漸推廣應用至影視制作、比賽直播以及攝影藝術等細化領域。針對室內(nèi)拍攝情形,目前依舊缺少如何將機器人同攝影（像）師的拍攝需求、拍攝目標的實際狀態(tài)以及所在拍攝環(huán)境聯(lián)系更為緊密的交互性研究,且同時存在操作過于機械化導致的適應性不強,過多且不必要的人為現(xiàn)場干預反應的低端智能化等問題。由此,本文將基于移動機器人的視覺伺服控制理論及目標檢測與跟蹤技術,并結合攝影攝像中的基礎構圖理論,對常見的兩種拍攝方式下移動機器人拍攝控制系統(tǒng)進行深入研究,以期達到給定控制要求及期望拍攝效果。首先,設計了機器人底部的全向移動平臺并對其硬件進行選型,分析平臺的正逆運動學模型,針對其定點位姿控制及軌跡跟蹤控制,基于運動學模型構建平臺的運動控制系統(tǒng),仿真結果驗證其可行,并設計了平臺電機的轉(zhuǎn)速控制程序。其次,提出了機器人定點拍攝的控制方案及評價指標,對于平臺的位姿控制,采用基于位置的視覺伺服控制方式,給出了特征點選取和提取的方法,針對位姿估計中的P3P問題,提出了改... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 攝影攝像機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 室內(nèi)地面拍攝機器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 室內(nèi)飛行拍攝機器人研究現(xiàn)狀
        1.2.3 室內(nèi)并聯(lián)柔索拍攝機器人研究現(xiàn)狀
        1.2.4 研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 移動平臺的運動控制系統(tǒng)設計
    2.1 引言
    2.2 移動平臺的設計與硬件選型
    2.3 移動平臺的運動學模型構建
        2.3.1 平臺的正運動學模型
        2.3.2 平臺的逆運動學模型
    2.4 移動平臺的運動控制系統(tǒng)設計
        2.4.1 平臺的位姿控制
        2.4.2 平臺的軌跡跟蹤控制
        2.4.3 電機的轉(zhuǎn)速控制
    2.5 本章小結
第3章 面向靜態(tài)目標的定點拍攝控制研究
    3.1 引言
    3.2 基于攝影構圖方式的定點拍攝指標
    3.3 靜態(tài)定點拍攝的控制方案設計
    3.4 移動平臺位姿控制的視覺系統(tǒng)模型
    3.5 基于位置的移動平臺視覺伺服控制系統(tǒng)構建
        3.5.1 定點拍攝目標的特征選取與提取
        3.5.2 改進的P3P問題優(yōu)化算法
        3.5.3 改進的P3P問題優(yōu)化算法的仿真計算驗證
        3.5.4 基于位置的視覺伺服控制
    3.6 云臺拍攝攝像頭的目標檢測及拍攝調(diào)整算法設計
        3.6.1 目標的局部特征檢測
        3.6.2 云臺運動的調(diào)整算法
    3.7 本章小結
第4章 面向動態(tài)目標的跟蹤拍攝控制研究
    4.1 引言
    4.2 動態(tài)跟蹤拍攝的控制方案設計及指標確定
    4.3 移動平臺的視覺動態(tài)跟蹤模型構建
    4.4 基于圖像的移動平臺視覺伺服控制系統(tǒng)構建
        4.4.1 跟蹤目標的特征選取與提取
        4.4.2 移動平臺的視覺伺服控制
        4.4.3 雅可比矩陣中深度值的估計方法
        4.4.4 不同增益值組合對平臺速度的影響及分析
        4.4.5 基于圖像的視覺伺服控制仿真
    4.5 融合目標跟蹤的拍攝優(yōu)化算法設計
    4.6 本章小結
第5章 靜態(tài)定點拍攝與動態(tài)跟蹤拍攝的實驗分析
    5.1 引言
    5.2 移動拍攝機器人的測試實驗臺搭建
        5.2.1 實驗平臺的系統(tǒng)架構
        5.2.2 實驗平臺的硬件搭建
        5.2.3 實驗平臺的運動控制界面設計
        5.2.4 影響拍攝效果的因素討論
    5.3 靜態(tài)定點拍攝的實驗及分析
        5.3.1 Kinect相機的標定
        5.3.2 期望拍攝位姿的確定
        5.3.3 定點拍攝下平臺的視覺伺服控制實驗分析
        5.3.4 云臺攝像頭的靜態(tài)拍攝效果分析
    5.4 動態(tài)跟蹤拍攝的實驗及分析
        5.4.1 跟蹤拍攝下平臺的視覺伺服控制實驗分析
        5.4.2 云臺攝像頭的動態(tài)跟蹤拍攝效果分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3158850