摘要
生物机器人是当今世界新兴的多学科交叉融合的前沿科技领域。本文在前期研究的基础上，结合双目视觉技术、鲤鱼行为学实验以及光刺激实验完成对鲤鱼机器人光控作用的研究。 本文结合鲤鱼颅骨解剖实验，掌握了颅骨和脑组织的结构和位置，并发现鲤鱼颅骨表面有很明显的解剖学标志，选择合适的位点搭载自制的光刺激装置。计算机视觉方面是通过搭建双目视觉系统，完成对双目摄像头的标定：利用MATLAB标定工具箱标定双目摄像头，得到双目摄像头的内部参数和外部参数，内部参数包括焦距和光心坐标，外部参数包括旋转向量和平移向量，为鲤鱼机器人在光刺激下的实验完成准备工作。通过趋光性实验、选择性实验、反射训练实验证明了鲤鱼能够感知到光，具有负趋光性，且鲤鱼存在颜色视觉，相比较，鲤鱼偏爱绿光和黄光，尤其是对绿光存在明显的喜爱，对蓝光和红光非常敏感。 计算机视觉中，对连续图像进行中值滤波，利用混合高斯建模完成对运动目标的提取，应用BRISK特征提取，提取出目标特征点。得到了二维运动坐标点，画出了光刺激条件下的鲤鱼机器人的二维运动轨迹。利用视差法将找到的目标特征点的二维运动坐标转化为三维运动坐标，从而获取不同光照强度、不同波长、不同位置下的鲤鱼机器人的运动参数，得到了不同的光源参数对鲤鱼机器人运动参数的影响，并绘制了对应折线图。接着完成了鲤鱼机器人的三维运动轨迹重建。 应用不同光照强度、不同波长、不同位置的光源对鲤鱼机器人进行光诱导实验，对诱导实验结果进行统计与分析，实验结果证明，本文应用双目视觉系统能够完成对鲤鱼机器人光刺激效果的检测，且光控制鲤鱼机器人具有可行性。
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