تدوین و پیاده سازی ردیابی دیداری اجسام بدون نشانه بر اساس هسته تصویر و روش های کنترل غیرخطی

نیاز به قابلیت ارتباط ساده و دقیق با محیط کاری در ربات ها، منجر به ایجاد سیستم های ردیابی دیداری شده است، به طوری که کنترل حرکت ربات بر اساس ردیابی یک مجموعه از ویژگی های تصویر هر فریم انجام می شود. هدف اصلی این پروژه ردیابی اجسام بدون نشانه با رویکرد هسته تصویر است. در این روش ردیابی جسم مطلوب با وزن دهی اتم های تصویر، در دو حوزه مکانی و فرکانسی، که همان هسته تصویر است صورت می گیرد. سیگنال کنترلی بر اساس مقایسه بین هسته تصویر محاسبه شده با هسته تصویر هدف بدست می آید. امروزه با توجه به کاربردهای گسترده ردیابی دیداری، بهبود عملکرد و پایداری آن ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا در این پایان نامه کنترل کننده غیرخطی مد لغزشی با هسته تصویر تلفیق شده است. سطح لغزشی مطلوب با توجه به نوع هسته تصویر و ماهیت سیگنال فرمان که در اینجا سرعت است، از نوع تناسبی انتگرالی پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی بر روی یک ربات پنج درجه آزادی پیاده شده و کارایی الگوریتم کنترلی جدید با روش متداول ردیابی دیداری مبتنی بر هسته، مقایسه شده است. دقت روش جدید در وضعیتی که جسم مورد ردیابی در مرز میدان دید دوربین باشد، نسبت به روش ردیابی دیداری مبتنی بر هسته بیشتر است. پایداری روش پیشنهادی نیز با استفاده از قضیه لیاپانوف تحلیل شده است. از آن جایی که ردیابی دیداری بر اساس ویژگی های موجود در تصویر صورت می پذیرد پایداری الگوریتم پیشنهادی می تواند تحت تاثیر نامعینی تصویری مانند نویز، تیرگی تصویر، و خطای مدل سازی دوربین قرار گیرد. در نتیجه برای مقابله با چنین عوامل نامطلوبی، محدوده ی مناسب طراحی ضریب های کنترل کننده با توجه به شرط مد لغزشی به دست آمده است. در نتایج پیاده سازی دیده می شود که، مطابق با انتظار تاثیر افزایش نویز تصویر، خطای ردیابی را افزایش می دهد، لذا با اعمال روشهای مناسب پردازش تصویر نامعینی تصویری تا حد ممکن کاهش داده شده است.