Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.4
no.2
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pp.187-193
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1998
This paper proposes an advanced visual tracking algorithm for the stable grasping of a moving target(2D). This algorithm is programmed to find grasping points of an unknown polygonal object and execute visual tracking. The Kalman Filter(KF) algorithm based on the SVD(Singular Value Decomposition) is applied to the visual tracking system for the tracking of a moving object. The KF based on the SVD improves the accuracy of the tracking and the robustness in the estimation of state variables and noise statistics. In addition, it does not have the numerical unstability problem that can occur in the visual tracking system based on Kalman filter. In the grasping system, a parameterized family is constructcd, and through the family, the grasping system finds the stable grasping points of an unknown object through the geometric properties of the parameterized family. In the previous studies, many researchers have been studied on only 'How to track a moving target'. This paper concern not only on 'how to track' but also 'how to grasp' and apply the grasping theory to a visual tracking system.
Kim, Chan-O;Choi, Sung;Cheong, Joo-No;Yang, Gwang-Woong;Kim, Hong-Seo
The Journal of Korea Robotics Society
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v.2
no.2
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pp.129-136
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2007
This paper introduces a position-based robust visual servoing method which is developed for operation of a human-like robot with two arms. The proposed visual servoing method utilizes SIFT algorithm for object detection and CAMSHIFT algorithm for object tracking. While the conventional CAMSHIFT has been used mainly for object tracking in a 2D image plane, we extend its usage for object tracking in 3D space, by combining the results of CAMSHIFT for two image plane of a stereo camera. This approach shows a robust and dependable result. Once the robot's task is defined based on the extracted 3D information, the robot is commanded to carry out the task. We conduct several position-based visual servoing tasks and compare performances under different conditions. The results show that the proposed visual tracking algorithm is simple but very effective for position-based visual servoing.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.15
no.7
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pp.175-181
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1998
This paper describes realtime visual tracking system of moving object for three dimensional target using EKF(Extended Kalman Filter). We present a new realtime visual tracking using EKF algorithm and image prediction algorithm. We demonstrate the performance of these tracking algorithm through real experiment. The experimental results show the effectiveness of the EKF algorithm and image prediction algorithm for realtime tracking and estimated state value of filter, predicting the position of moving object to minimize an image processing area, and by reducing the effect by quantization noise of image.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.15
no.6
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pp.175-182
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1998
An advanced visual tracking and stable grasping algorithm for a moving object is proposed. The stable grasping points for a moving 2D polygonal object are obtained through the visual tracking system with the Kalman filter and image prediction technique. The accuracy and efficiency are improved more than any other prediction algorithms for the tracking of an object. In the processing of a visual tracking. the shape predictors construct the parameterized family and grasp planner find the grasping points of unknown object through the geometric properties of the parameterized family. This algorithm conducts a process of ‘stable grasping and real time tracking’.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.21
no.11
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pp.83-90
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2004
In this paper we present a new real-time visual servoing unit for laparoscopic surgery This unit can automatically control laparoscope manipulator through visual tracking of laparoscopic surgical tool. For the tracking, we present two-stage adaptive CONDENSATION(conditional density propagation) algorithm to extract the accurate position of the surgical tool tip from a surgical image sequence in real-time. This algorithm can be adaptable to abrupt change of laparoscope illumination. For the control, we present virtual damper system to control a laparoscope manipulator safely and stably. This system causes the laparoscope to move under constraint of the virtual dampers which are linked to the four sides of image. The visual servoing unit operates the manipulator in real-time with locating the surgical tool in the center of image. The experimental results show that the proposed visual tracking algorithm is highly robust and the controlled manipulator can present stable view with safe.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.14
no.3
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pp.1142-1166
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2020
Salp Swarm Algorithm (SSA) is a new nature-inspired swarm optimization algorithm that mimics the swarming behavior of salps navigating and foraging in the oceans. SSA has been proved to enable to avoid local optima and enhance convergence speed benefiting from the adaptive nonlinear mechanism and salp chains. In this paper, visual tracking is considered to be a process of locating the optimal position through the interaction between leaders and followers in successive images. A novel SSA-based tracking framework is proposed and the analysis and adjustment of parameters are discussed experimentally. Besides, the qualitative analysis and quantitative analysis are performed to demonstrate the tracking effect of our proposed approach by comparing with ten classical tracking algorithms. Extensive comparative experimental results show that our algorithm has good performance in visual tracking, especially for abrupt motion tracking.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.60
no.6
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pp.1245-1254
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2011
This paper proposes a target tracking algorithm for wheeled mobile robots using in various fields. For the stable tracking, we apply a vision system to a mobile robot which can extract targets through image processing algorithms. Furthermore, this paper presents an algorithm to position the mobile robot at the desired location from the target by estimating its relative position and attitude. We show the problem in the tracking method using the Position-Based Visual Servo(PBVS) control, and propose a tracking method, which can achieve the stable tracking performance by combining the PBVS control with Image-Based Visual Servo(IBVS) control. When the target is located around the outskirt of the camera image, the target can disappear from the field of view. Thus the proposed algorithm combines the control inputs with of the hyperbolic form the switching function to solve this problem. Through both simulations and experiments for the mobile robot we have confirmed that the proposed visual servo control method is able to enhance the stability compared to of the method using only either PBVS or IBVS control method.
We propose a new visual tracking system for grasping which can find grasping points of an unknown polygonal object. We construct the system with the image prediction technique and Extended Kalman Filter algorithm. The Extended Kalman Filter(EKF) based on the SVD can improve the accuracy and processing time for the estimation of the nonlinear state variables. By using it, we can solve the numerical unstability problem that can occur in the visual tracking system based on Kalman filter. The image prediction algorithm can reduce the effect of noise and the image processing time. In the processing of a visual tracking, we can construct the parameterized family and can found the grasping points of unknown object through the geometric properties of the parameterized family.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.21
no.8
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pp.781-787
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2015
This paper proposes a hybrid visual servoing algorithm for the object tracking by a mobile robot with the stereo camera. The mobile robot with the stereo camera performs an object recognition and object tracking using the SIFT and CAMSHIFT algorithms for the hybrid visual servoing. The CAMSHIFT algorithm using stereo camera images has been used to obtain the three-dimensional position and orientation of the mobile robot. With the hybrid visual servoing, a stable balance control has been realized by a control system which calculates a desired angle of the center of gravity whose location depends on variations of link rotation angles of the manipulator. A PID controller algorithm has adopted in this research for the control of the manipulator since the algorithm is simple to design and it does not require unnecessary complex dynamics. To demonstrate the control performance of the hybrid visual servoing, real experiments are performed using the mobile manipulator system developed for this research.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.3
no.4
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pp.344-365
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2009
The performance of a tracking system is greatly increased if multiple types of sensors are combined to achieve the objective of the tracking instead of relying on single type of sensor. To conduct the multi-modal tracking, we have previously developed a multi-modal sensor-based tracking model where acoustic sensors mainly track the objects and visual sensors compensate the tracking errors [1]. In this paper, we find a network synchronization problem appearing in the developed tracking system. The problem is caused by the different location and traffic characteristics of multi-modal sensors and non-synchronized arrival of the captured sensor data at a processing server. To effectively deliver the sensor data, we propose a time-based packet aggregation algorithm where the acoustic sensor data are aggregated based on the sampling time and sent to the server. The delivered acoustic sensor data is then compensated by visual images to correct the tracking errors and such a compensation process improves the tracking accuracy in ideal case. However, in real situations, the tracking improvement from visual compensation can be severely degraded due to the aforementioned network synchronization problem, the impact of which is analyzed by simulations in this paper. To resolve the network synchronization problem, we differentiate the service level of sensor traffic based on Weight Round Robin (WRR) scheduling at the routers. The weighting factor allocated to each queue is calculated by a proposed Delay-based Weight Allocation (DWA) algorithm. From the simulations, we show the traffic differentiation model can mitigate the non-synchronization of sensor data. Finally, we analyze expected traffic behaviors of the tracking system in terms of acoustic sampling interval and visual image size.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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