外文翻译--视觉跟踪问题向鲁棒非线性控制挑战.doc

国际性刊物.关于鲁棒非线性控制 Int.J. 鲁棒非线性控制 2000; 10:875-888 视觉跟踪问题:向鲁棒非线性控制挑战 艾伦 泰勒保蒙 美国亚特兰大GA 30082号格鲁吉亚工学院电子和计算机研究部门 视觉跟踪问题:向鲁棒非线性控制挑战 摘要：视觉跟踪是在控制活动图象中关键性问题之一。因为模型中存在不可靠性和噪音信号、使它变成鲁棒控制中一挑战性问题。在此论文中、我们将概略一些涉及的关键问题和一些可能的解答方案，我们想需要联系机器视觉和多刻度图像处理技术来实现这个工作任务。特别地，我们会概略一些必需的方法例如：计算机视觉和图像处理包含光学流程图在内、活动的轮廓（横向振荡），和几何学上的被驱动流程。该论文如此也便会有指导意义 。版权?2000 约翰怀利和几个有限公司 关键字：目视跟踪 鲁棒控制 视觉运动 活动轮廓 光学流程 通用换算图像处理 1. 引言 在这论文里、我们考虑那些被控制的跟踪眼运动活动图象问题。这个问题的解决方案需综合控制理论、信号处理和计算机视觉等技术。我们想表明有可能由利用能适应的鲁棒控制与信号处理通用换算方法以及计算机视觉形状识别理论协同一起来处理此问题，跟踪是一基点控制问题即我们需要的输出的遵循或跟踪基准信号，或相当于我们想使那跟踪误差相对于一些定义明确的标准（说能量、能力、峰值、等等.)尽可能小的。即使镜头推进存在的一些干扰是一典型控制问题、这个手头上的问题是很难和挑战性，因为有非常不确定的自然干扰性。一个可以认为眼球运动跟踪问题是在一人机连接的环境之下。特别地，我们将推断计算机用户视觉运动，哪个动作是用户打算完成的。例如：在电脑荧屏上打开一个文件夹、展开一下拉菜单项等等。这类电脑跟踪系统将作为包含我们的视觉跟踪方法学一个具体的实例。重要强调是已经有相当多在测量视觉运动方面的研究已经在被控制的实验室环境下完成、何况研究上已经在应用中用到此知识。从此我们将考虑接下来在大范围中跟踪问题的适应性，包括机器人、远距操纵的车辆，并且飞行员带瞄准器的飞行帽当前也正在发展中。后者是系统的结合钢盔支柱头和视觉跟踪能力以分辩隶属的正确的视线。显而易见，正当的开发跟踪观察者眼睛的人类视觉系统的那动态特性将导致大大幅度削减传输中所需要的信息。关于视觉跟踪和眼运动（与大量的信息一样）的讨论多半被发现在参考 [1-4]中. 我们应该明白视觉跟踪问题不同于标准追踪问题，因为反馈信号是用图像感应器测量的。尤其是，它必须在经由计算机视觉运算法提取而且在被用于控制回之前被一个推论运算法解释。反应速度是关键性因素。因为明显的理由、一视觉跟踪系统应该是尽可能的非侵入的。眼球运动通过由灰度或红外线照相机或由一系列感应器得到的获取图象来完成跟踪的.该图像是经过解析来求出眼睛和头部的相对运动的。该低能级数据获取和识别的完成是经由一通用换算技术得到的。此技术提供许多优越性。第一，它使得信号处理的查找和医学上的图象获取过程明朗化、它导致实时信号捕获和了解程序快速化。识别将利用一通用换算方法和一新的计算理论形式来完成。 因此、从该视频信息交换窗的控制点出发、我们有一跟踪问题在非常不可预测的干扰哪个我们想使其衰减的。注意到该不可靠应归于传感器噪音（典型的）、该算法的构成如上所述（不可测性求出起重要作用、各种各样的假设的可能性、等等.)，和模型不定性。我们应该注意到论文将拥有指导气息。实际上，我们的一个关键目的是引进从活动图象到该鲁棒控制共同体的一些核心概念。我们坚信共同体便会从研究彼此方法和问题得益。尤其是、因为视觉跟踪和该眼球运动跟踪的特有的课题、该鲁棒控制在明确地处理不可靠性的技术我们将要在接下来做相应的讨论。 2. 视觉跟踪 视觉跟踪存在许多论文，通过利用视力在货车交货、特别是在机器人共同体（看例如、涉及[1, 2, 5-9]，和那参考在那里面的.)代表性地、该问题定位在本研究中是通过利用视觉跟踪服务机械手（或一等值的难题）。该动机于使用视力在这一体制中是非常清晰的，那就是说，该综合计算机视觉和控制可以是用到改善测量，因为改善图像处理技术和硬件中、机器人技术到达指向就是要视觉信息可以变成不可分割那部分反馈信号。因为问题带有少量不定性、单纯的PID控制器已经使用，并且越来越用于嘈杂的系统、能适应的方案以及随机建立的已经使用的线性二次高斯控制器。 许多控制原理图已经建议使用视觉信息来控制回路。这已经绵亘传感零件到表征多级控制结构应用范围而言、傅里叶描述符，和局部图像分析法；看参考[ 9-11]，和那里面的参考。以光学的流程为基础的有好的方法已经被当作机械手的计算一个主要成份使用驱动信号（阅读详细的，请参考[ 7, 8]，和我们以下的论述）。的确，因为在一个图像中的一个物体由光亮式样组成, 如同物体搬进空间一样光亮也是式样。 光学的流程然后是光