[發明專利]基于視頻的生產線物品部件運動檢測與跟蹤方法

在審

• 申請號: 201410540457.1
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104299246A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 董遠強;朱文俊
• 申請（專利權）人: 江蘇湃銳自動化科技有限公司
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

1.一種基于視頻的生產線物品部件運動檢測與跟蹤方法，其特征在于包括如下步驟：

1）圖像獲?。和ㄟ^單個數字攝像機獲取空載運行的生產線圖像和實際運行的生產線圖像；

2）背景生成：對獲取的幾秒鐘的空載運行圖像進行高斯濾波，以減小背景中的噪聲；然后進行統計，建立背景圖像的高斯模型；

3）背景差分：將獲取的生產線實際運行圖像像素點的像素值與步驟2）中的背景模型的像素平均值進行絕對值減法運算，當差值的絕對值小于3倍背景模型的方差，將對應的像素點劃分為背景；

4）前景分割：將獲取的生產線實際運行圖像像素點的像素值與步驟2）中的背景模型的像素平均值進行絕對值減法運算，當差值的絕對值大于3倍背景模型的方差，將對應的像素點劃分為前景；

5）物體標識：對于步驟4）所獲得的前景像素進行連通區域標記，再計算每個區域的面積；用預先設定的面積閾值剔除掉部分面積很小的區域；獲取物品的顏色直方圖和二維輪廓模型，如果物品的顏色直方圖和二維輪廓模型相吻合，則進入步驟6），如果物品的顏色直方圖和二維輪廓模型不一致，則跳轉到步驟8）建立新的模型；

6) 粒子濾波：計算步驟5）中的區域圖像中心坐標；計算出該區域的圖像中心坐標，將連續多幀的前景區域進行匹配，選擇相似度高的前景區域；從高斯分布中獲取樣本，計算樣本的顏色直方圖并將其與前一幀圖像中的對應的顏色直方圖進行對比，匹配值由直方圖距離決定；使用粒子濾波方法來追蹤當前坐標在連續圖像中的運動軌跡，為后續的自動控制提供物品的位置信息；

7）背景模型更新：使用前景區域之外的每個像素來更新高斯背景模型；提取實時背景圖像，進行背景建模后，對高斯背景模型進行更新；

8) 物體特征模型更新：一旦每個區域的中心點能夠在連續的幾幅圖像中被跟蹤，則提取區域的顏色直方圖和輪廓形狀；將多幅圖像中跟蹤的區域的顏色直方圖與輪廓模型進行平均來建立物品的表面和輪廓模型，并對前景進行更新。

2.根據權利要求1所述的基于視頻的生產線物品部件運動檢測與跟蹤方法，其特征在于采用如下軟件模塊：圖像采集、高斯濾波、分割前景、物品標識、粒子濾波、物品特征提取與模型更新、背景圖像的提取與背景模型的更新、輸出物體圖像位置。

3.根據權利要求1所述的基于視頻的生產線物品部件運動檢測與跟蹤方法，其特征在于：圖像采集所用的攝像頭與工控機之間通過1394數字采集卡聯接。

4.根據權利要求3所述的基于視頻的生產線物品部件運動檢測與跟蹤方法，其特征在于：攝像頭安裝在生產線上方，與生產線的軸向方向呈30°～90°的俯視角。