[發明專利]一種獲取機器人行走姿態的方法及系統

有效

• 申請號: 201811221729.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN109523551B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 楊燦軍;朱元超;魏謙笑;楊巍;武鑫
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/10
• 分類號: G06T7/10;G06T7/194;G06T7/38
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

1.一種獲取機器人行走姿態的方法，其特征在于，包括：

采集步驟，采集背景場景的圖像、標記點的圖像及所述機器人在所述背景場景中行走過程的圖像序列，所述標記點固設在所述機器人上用于標記所固定位置處的行走軌跡；所述圖像序列由單目攝像機采集；

去色步驟，將所述背景場景的圖像、所述標記點的圖像及所述圖像序列轉換成灰度圖；

分割步驟，以所述背景場景的圖像為參考幀，從所述圖像序列中分割出局部圖像構成前景圖像序列，所述局部圖像包括所述機器人的圖像；所述分割步驟包括構建步驟、二值化步驟及裁選步驟；所述構建步驟包括對經去色處理后的圖像序列中每幀圖像與所述參考幀上對應像素點的灰度值進行求差取絕對值處理，構建出差值幀序列；所述二值化步驟包括基于預定閾值，對所述差值幀序列進行二值化處理，而用黑白兩色分別表征所述機器人與所述背景場景；所述裁選步驟包括基于機器人顏色區域的坐標數據，利用矩形邊界從經去色處理后的圖像序列上裁出前景區域序列，所述矩形邊界完全包容所述機器人顏色區域，所述機器人顏色區域為表征所述機器人的顏色區域；

匹配步驟，以所述標記點的圖像為模板，從所述前景圖像序列中匹配出各標記點并獲取其坐標數據；所述標記點包括固設在所述機器人的行走機構的各關節位置處關節標記點，所述匹配步驟包括預匹配步驟與再匹配步驟；

所述預匹配步驟包括以所述模板為基準，遍歷所述前景區域序列的前景區域，計算所述前景區域中以坐標(x,y)是的像素點為中心的局部區域與所述模板的負相關度R(x,y)，并依據所述負相關度小于預設閾值為基準，獲取像素點簇構成用于表征所述局部區域具有一個標記點的預選標記點簇；

所述再匹配步驟包括在一個所述預選標記點簇中，以所述負相關度最小的像素點表征所述局部區域內標記點的坐標；

所述負相關度R(x,y)的計算公式為：

其中，T(x′,y′)為所述模板中坐標為(x′,y′)像素點的灰度值，所述模板上像素點坐標以其中心點為原點所構建坐標系中的坐標，I(x+x′,y+y′)為所述前景區域中坐標為(x+x′,y+y′)的像素點的灰度值，所述前景區域上像素點坐標為該像素點在所述圖像序列中的坐標；

計算步驟，依據所述各標記點的坐標數據計算所述機器人在行走過程中的行走姿態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述二值化步驟之后及所述裁選步驟之前，對二值化處理后的差值幀進行膨脹處理；

所述機器人顏色區域為經膨脹處理后的顏色區域；

在所述去色步驟之后及所述分割步驟之前，對經去色處理后的圖像序列進行平滑處理；

所述平滑處理為使用高斯模糊對圖像的每個像素進行處理。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述標記點的圖像包括所述標記點的正視圖像、左斜視角圖像及右斜視角圖像；

在所述再匹配步驟之后及所述計算步驟之前，根據匹配出的標記點坐標，獲取所述圖像序列中彩色圖像上對應點處的局部區域顏色，對該局部區域與標記點上的顏色是否匹配而篩選出真實標記點。

4.根據權利要求1至3任一項權利要求所述的方法，其特征在于：

所述標記點包括圓心部及環繞所述圓心部的環形部，所述圓心部與所述環形部中，一者表面為白色，另一者表面為黑色。