طراحی، کنترل و پیاده‌سازی سامانه شبیه‌سازی تعقیب شی هدف متحرک با استفاده از پردازش تصویر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی خلبانی، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیر کبیر

چکیده

در این مقاله مدل آزمایشگاهی جهت تعقیب شی هدف متحرک با استفاده از پردازش تصویر طراحی و ساخته شده است. امروزه پردازش تصویر به عنوان یک ابزار مهندسی در ابزارهای دیجیتال و در شبکه های کامپیوتری، برای کنترل ابزارهای صنعتی دیگر از قبیل کنترل ربات‌های پرنده به کار می رود. موبایل ربات‌ها با استفاده از پسخوراند پردازش تصویر میتوانند در زمینه تعقیب اهداف و شناسایی مورد استفاده قرار گیرند. در این مقاله با استفاده از پردازش تصویر خطای فاصله بین ربات زمینی و ربات پرنده محاسبه شده و به صورت پسخورد به کنترل‌کننده ربات تعقیب کننده داده شده است. مدل‌سازی دینامیکی ربات تعقیب کننده انجام شد و در ادامه با شبیه‌سازی به بررسی عملکرد سه کنترل‌کننده PID، PID-فازی و بهینه خطی پرداخته شده است. با توجه به شبیه‌سازی صورت گرفته عملکرد کنترل‌کننده PID دارای زمان پاسخ کمتری نسبت دیگر کنترل‌کننده‌ها است. در نهایت کنترل‌کننده PID بر روی ربات تعقیب کننده پیاده‌سازی شده است تا به صورت بلادرنگ شی هدف را تعقیب نماید و شی هدف از دید ربات تعقیب کننده خارج نمی‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design, control and implementation of a moving object target tracking using image processing

نویسندگان [English]

  • M. Abolfazl Mokhtari 1
  • Mehradad Taheri 2
1 Flight and Engineering Department, Imam ALi University, Tehran
2 Mechanic Engineering Department, AmirKabir University of Technology
چکیده [English]

This paper presents the design and construction of a laboratory model for tracking a moving target object using image processing. The aerial robot is used as a follower and the ground robot is used as a target object. A one-degree-of-freedom robot is used instead of an aerial robot, and a moving mobile robot is used as a ground robot to move at different speeds. The distance error between the ground robot and the aerial robot is calculated using image processing and fed back to the aerial robot controller. The dynamic model is used to design the position controller. PID, PID-fuzzy controllers, and optimal linear integral control are designed using a dynamic model, and simulation is performed in MATLAB software. Using simulation to evaluate the performance of three controllers has been designed. The controller is selected using 4 criteria. The performance of the proposed controller is evaluated by implementing the controller on a laboratory model. The aerial robot controller for real-time tracking of the target object and the object of sight is not out air Robot. The novelty of this paper is the design of an inexpensive laboratory model for the real-time implementation of moving a target object with a moving tracker.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Image processing system
  • Target Tracking
  • PID
  • Real-Time