服务机器人目标识别与跟踪方法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）

随着人类科技的发展与生活的进步，机器人开始出现并进入人类生活中，而信息和电子技术的进一步发展也使得机器人的概念和内涵得到进一步丰富。服务型机器人的自主性、便利性、无休性等特点，使得它的应用越来越广泛。视觉信息作为机器人采集信息的一个重要手段，对视觉信息的处理效果优劣，很大程度上影响着服务型机器人的智能性与实用性。而而在视觉信息处理方面，对运动目标的识别与跟踪，是服务机器人很重要的一个方面。

1.1 研究背景及意义机器人的出现，象征着人类科技的发展与生活的进步，信息和电子技术的发展进一步是的机器人的概念、内涵更加的丰富和多元化。与此同时，随着科技的发展进步，全球人口的老龄化也进一步加深，带来了大量的问题，例如对于老龄人的看护以及医疗问题等，这些问题带来大量的财政负担。而服务型机器人的自主性、便利性、无休性等特点，使得它的应用越来越广泛。因此，对于老年人护理机器人的设计不进满足了生活发展的需要，有助于解决老年人护理问题，缓解家庭负担，也适应着经济发展的需要，能够进一步推动市场活力，在科技方面也是对日益进步的科学技术的综合应用。而视觉作为机器人采集外部信息的一个重要手段，其对于机器人的各种行为都有极大的指导作用。1.2 国内外现状分析国际上，随着科学技术和电子技术的快速发展，各国都在积极研制和开发适合的服务型机器人。数据显示，目前世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲，迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。欧洲在护理机器人方面的研究起源于20世纪70年代中期，主要有法国针对高位截瘫患者远程操作而开发的spartacus操作手项目和德国联邦研发技术部研究的heideberg项目。进入21世纪以来，法国国家科学院、德国联邦研究协会分别提出了r波尔啊、gurp计划，积极推动日常生活中照顾、护理老年人或残疾者的机器人的研究。另外，日本和韩国在机器人领域启动了国家级战略，政府、学术界、企业等各界共同努力制定计划，将研究开发护理机器人纳入国家的规划中。目前，日本飞机器人技术走在了时代的前列，在护理机器人的研究和应用方面也处于领先地位。

与欧美、日本等国家相比我国在护理机器人领域打打研究起步较晚，但是经过科研人员不懈的努力，也取得了一定的成绩。1995年，清华大学开发了一个七自由度移动式护理机器人。2005年，我国将发展服务机器人列为“863”计划先进制造与自动化技术领域重点项目。2008年4月，台湾交通大学研究团队研发完成了居家照护只能机器人rola。2010年，上海世博会向国内外公众展示了“机器人让未来生活更美好”的新模式和新概念。2012年第七届中国国际康复护理展览会上，哈尔滨工程大学研制的多功能助行康复机器人又是一大亮点，受到日本、美国、国内企业的高度关注。从以上国内护理机器人的发展状况可以看出，我国在护理机器人技术方面不断突破、机器人种类层出不穷，发展迅速，但是目前与发达国家的护理机器人产业仍有一定的差距。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施本文以设计老年人服务机器人为目标，采用模块化系统设计技术，开展老年人服务机器人系统研究，完成老年人服务机器人系统初步设计；完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪理论论证与算法；完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪程序编写；完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪程序调试；本课题研究基本内容及技术方案如下：2.1 研究基本内容及目标 以设计老年人服务机器人的视觉识别系统为目标，采用模块化系统设计技术，完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪理论论证与算法；完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪程序编写；完成基于opencv的服务机器人目标识别与跟踪程序调试。

2.2 拟采用的技术方案及措施根据上述老年人服务机器人的目的，开发出老年人服务机器人，经分析设计的老年人服务机器人由环境识别系统、路径规划系统、驱动系统、智能控制系统四个方面来构建系统。

3. 研究计划与安排

3．进度安排（1）3月03日-3月12日：根据毕业设计任务书，检索相关文献并撰写开题报告，翻译外文文献；（2）3月13日-3月15日：了解老年人服务机器人的工作原理及其结构特点；（3）3月16日-3月25日：设计老年人服务机器人系统方案并进行论证；（4）3月26日-4月10日：研究AdaBoost人脸检测方法与Meanshift的人脸跟踪算法；（5）4月11日-4月30日：利用OpenCV库完成基于视觉的目标识别与跟踪算法的程序编写，（5）5月1日-5月15日：运用视频素材对程序进行调试；（6）5月19日-5月27日：撰写和整理毕业设计论文；（6）5月28日-6月06日：制作答辩幻灯片准备毕业设计答辩；

4. 参考文献（12篇以上）

4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）[1]张新,陈跃琴.51单片机应用开发25例——基于proteus仿真.电子工业出版社,2013.10.[2]罗志增，蒋静坪. 机器人感觉与多信息融合.机械工业出版社,2002,6.[3]郑志强，卢慧民，刘斐. 基机器人视觉系统研究.科学出版社,2015,6.[4] 杜坤坤，刘欣，王志良. 情感机器人.机械工业出版社,2012,9.[5] 胡志刚，张晓兰，杜喆. 护理机器人.电子工业出版社,2015,3.[6] 谭立新，朱林，黄秀亮，张小进，罗坚. 只能家居机器人设计与控制.北京理工大学出版社,2015.1.[7]李君宝等。

模式识别中的核自适应学习及应用。

电子工业出版社。