[發明專利]一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤方法及系統

在審

• 申請號: 201810456224.1
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108694725A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 郭炳華;岑志松;戴宏躍
• 申請（專利權）人: 肇慶學院
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/207;G06T7/10;G06K9/46;B25J9/16
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 許勇

本發明公開了一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤方法，步驟包括移動機器人按照預設的路徑運動，利用兩個攝像頭對周圍環境進行攝取而得到兩路視頻信息；數字信號處理系統中的數字信號處理器對兩路視頻信息進行特征提取，將提取出的特征點進行立體匹配，并對特征點進行速度和運動方向參數估計，根據估計得到的特征點的速度和運動方向對特征點進行預處理消除掉靜態特征點；對預處理后的特征點進行顯著度計算并分割出目標動態物體信息；根據目標動態物體信息控制移動機器人對目標動態物體進行追蹤跟隨，本發明還公開了一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤系統，通過本發明的技術方案，可實現移動機器人對動態物體更高效更精確的檢測與跟蹤。

技術領域

本發明屬于機器人視覺檢測領域，具體涉及一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤方法及系統。

背景技術

目前，公知的機器人動態物體檢測與跟蹤技術有背景差、光流、柵格等方法，但這些方法在機器人的應用中存在許多缺陷，比如要求靜態的攝像機或者其檢測與跟蹤常常針對觀測的所有動態物體，但是在機器人的一些應用中并非所有的動態物體都有必要進行跟蹤。而采用基于視覺顯著性的方法則有利于解決這類問題。視覺顯著性的方法是模仿人類視覺顯著性的機制，即最顯著的特征(與眾不同特征)常常吸引人的注意，這種方法常常通過計算某個位置的顯著性值來代表注意的對象，因此非常適用于機器人利用其配備的攝像頭檢測和跟蹤周圍附近的動態物體。另外現有的跟蹤系統的實現采用通用計算機系統且體積較大，嵌入應用受到限制。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤方法及系統，采用基于視覺顯著性的視覺檢測方法，結合數字信號處理(DSP)系統，可實現移動機器人對動態物體更高效更精確的檢測與跟蹤。

本發明的技術方案如下：

一種基于視覺顯著性的機器人動態跟蹤方法，包括如下步驟:

S1、移動機器人按照預設的路徑運動，利用兩個攝像頭對周圍環境進行攝取而得到兩路視頻信息；所述兩個攝像頭安裝于所述移動機器人上；

S2、所述移動機器人將所述兩路視頻信息傳輸到數字信號處理系統；

S3、所述數字信號處理系統中的數字信號處理器對所述兩路視頻信息進行特征提取，使用立體匹配算法將提取出的特征點進行演算，得到視覺特征點，并將所述視覺特征點儲存至數據緩存單元；

S4、所述數字信號處理器使用Multi-RANSAC算法對所述視覺特征點的速度和運動方向進行參數估計，根據估計得到的所述視覺特征點的速度和運動方向對所述視覺特征點進行預處理；所述預處理用于消除所述視覺特征點中的靜態視覺特征點；

S5、所述數字信號處理器對預處理后的剩余所述視覺特征點進行顯著度計算并分割出目標動態物體信息；

S6、所述數字信號處理器根據所述目標動態物體信息對所述移動機器人發出指令；所述指令用于控制所述移動機器人對目標動態物體進行追蹤。

進一步的，所述步驟S4的具體步驟為：

S41、所述數字信號處理器使用Multi-RANSAC算法對所述視覺特征點的速度進行參數估計；采用公式(1)得到所述視覺特征點運動方向：

其中分別為所述視覺特征點的速度在x、y軸方向上的速度分量；

S42、所述數字信號處理器利用公式(2)對所述視覺特征點進行預處理，消除靜態視覺特征點，方程如下：