生物機(jī)器人是當(dāng)今世界新興的多學(xué)科交叉融合的前沿科技領(lǐng)域。本文在前期研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合雙目視覺技術(shù)、鯉魚行為學(xué)實(shí)驗(yàn)以及光刺激實(shí)驗(yàn)完成對(duì)鯉魚機(jī)器人光控作用的研究。本文結(jié)合鯉魚顱骨解剖實(shí)驗(yàn),掌握了顱骨和腦組織的結(jié)構(gòu)和位置,并發(fā)現(xiàn)鯉魚顱骨表面有很明顯的解剖學(xué)標(biāo)志,選擇合適的位點(diǎn)搭載自制的光刺激裝置。計(jì)算機(jī)視覺方面是通過(guò)搭建雙目視覺系統(tǒng),完成對(duì)雙目攝像頭的標(biāo)定:利用MATLAB標(biāo)定工具箱標(biāo)定雙目攝像頭,得到雙目攝像頭的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù),內(nèi)部參數(shù)包括焦距和光心坐標(biāo),外部參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)向量和平移向量,為鯉魚機(jī)器人在光刺激下的實(shí)驗(yàn)完成準(zhǔn)備工作。通過(guò)趨光性實(shí)驗(yàn)、選擇性實(shí)驗(yàn)、反射訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)證明了鯉魚能夠感知到光,具有負(fù)趨光性,且鯉魚存在顏色視覺,相比較,鯉魚偏愛綠光和黃光,尤其是對(duì)綠光存在明顯的喜愛,對(duì)藍(lán)光和紅光非常敏感。計(jì)算機(jī)視覺中,對(duì)連續(xù)圖像進(jìn)行中值濾波,利用混合高斯建模完成對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的提取,應(yīng)用BRISK特征提取,提取出目標(biāo)特征點(diǎn)。得到了二維運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)點(diǎn),畫出了光刺激條件下的鯉魚機(jī)器人的二維運(yùn)動(dòng)軌跡。利用視差法將找到的目標(biāo)特征點(diǎn)的二維運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為三維運(yùn)動(dòng)坐標(biāo),從而獲取不同光照強(qiáng)度、不同波長(zhǎng)、不同位置下... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電刺激控制動(dòng)物機(jī)器人
        1.2.2 光刺激控制生物運(yùn)動(dòng)行為
        1.2.3 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)
    1.3 課題的研究目的與意義
    1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 相關(guān)基礎(chǔ)理論
    2.1 鯉魚骨骼系統(tǒng)
    2.2 鯉魚視覺系統(tǒng)
    2.3 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)
        2.3.1 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
        2.3.2 棋盤標(biāo)定
    2.4 雙目攝像頭標(biāo)定
        2.4.1 棋盤標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第3章 鯉魚機(jī)器人運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤
    3.1 引言
    3.2 圖像預(yù)處理
        3.2.1 均值濾波
        3.2.2 中值濾波
    3.3 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的研究
        3.3.1 背景差分法
        3.3.2 幀間差分法
        3.3.3 光流法
    3.4 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法研究
        3.4.1 質(zhì)心跟蹤算法
        3.4.2 Mean Shift跟蹤算法
        3.4.3 卡爾曼濾波算法
    3.5 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤
        3.5.1 混合高斯模型建模
        3.5.2 圖像配準(zhǔn)確定目標(biāo)位置
        3.5.3 鯉魚機(jī)器人二維運(yùn)動(dòng)軌跡
    3.6 本章小結(jié)
第4章 鯉魚顏色視覺研究
    4.1 引言
    4.2 趨光性實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.3 光的選擇性實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 反射訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第5章 鯉魚機(jī)器人光控作用研究
    5.1 引言
    5.2 測(cè)量方案框架
    5.3 視差法求取空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)
    5.4 鯉魚機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)檢測(cè)方案
    5.5 三維運(yùn)動(dòng)軌跡重建
    5.6 鯉魚機(jī)器人光刺激實(shí)驗(yàn)
        5.6.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.6.3 不同光照強(qiáng)度下鯉魚機(jī)器人光刺激實(shí)驗(yàn)
        5.6.4 不同波長(zhǎng)下鯉魚機(jī)器人光刺激實(shí)驗(yàn)
        5.6.5 不同位置下鯉魚機(jī)器人光刺激實(shí)驗(yàn)
    5.7 光源強(qiáng)度對(duì)鯉魚機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行為的影響
    5.8 不同波長(zhǎng)光對(duì)鯉魚機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行為的影響
    5.9 光源位置對(duì)鯉魚機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行為的影響
    5.10 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于背景差分法和幀間差分法的車輛運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)[J]. 羅敏,劉洞波,文浩軒,陳鑫海,宋丹.  湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[2]運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法綜述[J]. 丁業(yè)兵.  科技資訊. 2019(30)
[3]基于光流法的深度學(xué)習(xí)在工業(yè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的應(yīng)用[J]. 周曼,劉志勇,應(yīng)正波,楊魯江,裘坤.  自動(dòng)化與儀表. 2019(07)
[4]計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在豬行為識(shí)別中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李丹,陳一飛,李行健,蒲東.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào). 2019(07)
[5]圖像匹配方法研究綜述[J]. 賈迪,朱寧丹,楊寧華,吳思,李玉秀,趙明遠(yuǎn).  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2019(05)
[6]計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李雅琪,馮曉輝,王哲.  人工智能. 2019(02)
[7]背景幀間差分法的移動(dòng)目標(biāo)跟蹤研究[J]. 黃金海.  中國(guó)儀器儀表. 2019(01)
[8]融合YOLO檢測(cè)與均值漂移的目標(biāo)跟蹤算法[J]. 王忠民,段娜,范琳.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(10)
[9]一種用于鯉魚機(jī)器人的光刺激裝置及光控實(shí)驗(yàn)方法[J]. 彭勇,韓曉曉,王婷婷,劉洋,閆艷紅,趙洋,王愛迪,蘇佩華,張凡.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2018(05)
[10]基于BRISK特征的動(dòng)態(tài)背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)[J]. 韓樂(lè)樂(lè),王思明,李偉杰.  傳感器與微系統(tǒng). 2018(02)

博士論文
[1]基于光遺傳學(xué)技術(shù)的大鼠機(jī)器人運(yùn)動(dòng)調(diào)控研究[D]. 郭頌超.浙江大學(xué) 2015
[2]復(fù)雜場(chǎng)景中的目標(biāo)跟蹤優(yōu)化算法研究[D]. 王娟.燕山大學(xué) 2014
[3]幾種淡水魚類空間學(xué)習(xí)與記憶的研究[D]. 朱玉蓉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（水生生物研究所） 2007
[4]基于計(jì)算機(jī)視覺的急性應(yīng)激條件下尼羅羅非魚的行為研究[D]. 徐建瑜.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]柔性魚體目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究[D]. 郭超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于計(jì)算機(jī)視覺和水迷宮的鯉魚機(jī)器人生物控制檢測(cè)研究[D]. 張凡.燕山大學(xué) 2017
[3]基于機(jī)器視覺的大鼠機(jī)器人狀態(tài)檢測(cè)算法[D]. 鞏永悅.浙江大學(xué) 2016
[4]光照對(duì)三疣梭子蟹行為、呼吸代謝和生長(zhǎng)影響的研究[D]. 王馨.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[5]水生動(dòng)物機(jī)器人腦控制技術(shù)的研究[D]. 武云慧.燕山大學(xué) 2010
[6]無(wú)創(chuàng)傷老鼠生物機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 徐林.重慶大學(xué) 2010
[7]大壁虎中腦運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)的實(shí)驗(yàn)及腦區(qū)三維表示[D]. 馬光磊.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2953247