[發(fā)明專利]一種基于單目視覺的人體目標跟隨方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010089860.2
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111308993B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 紀剛;楊豐拓;安帥;朱慧
• 申請（專利權）人: 青島聯(lián)合創(chuàng)智科技有限公司
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05D1/12;G05B11/42;G06V40/10;G06V20/10;G06V10/62;G06T7/223
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開了一種基于單目視覺的人體目標跟隨方法，包括如下步驟：語音控制啟動單目視覺機器人的跟隨系統(tǒng)，開啟機器人的跟隨功能；檢測正前方目標，使用人體識別算法檢測機器人正前方的多個人體目標；選定待跟隨目標，在獲取的多個人體檢測框中選擇最符合要求的人體目標作為待跟隨目標；設置跟蹤器狀態(tài)，使用主跟蹤器和輔助跟蹤器相結合的方式獲取待跟隨目標的跟蹤信息；運動跟隨控制，根據(jù)目標信息與跟隨信息之間的關系設置相應的跟隨策略；更新跟隨目標信息，將當前時刻的跟蹤信息作為后一時刻的目標信息，實現(xiàn)連續(xù)跟蹤。本發(fā)明所公開的方法采用單目相機即可進行人體目標跟隨的算法，具有實時性強、檢測率高及反應較快的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及計算機視覺和機器人運動控制領域，特別涉及一種基于單目視覺的人體目標跟隨方法。

背景技術

目前，機器人的人體目標跟隨技術大多是采用的基于3D深度傳感器或者基于單目與距離傳感器相結合來進行研發(fā)的。3D傳感器相對于單目來說，成本高近10倍，體積大，無法應用于微小型機器人。且單目相機與距離傳感器數(shù)據(jù)融合的技術難度較大、構建的系統(tǒng)較為冗余，不能滿足小型機器人的使用。

在研發(fā)機器人單目視覺人體跟隨算法時，需要解決的難題如下：

1、確定合適的目標檢測算法，保障目標檢測的實時性以及目標遮擋之后重新找回目標的難題；

2、研發(fā)運動控制跟隨算法，確定目標移動之后，運動控制的方法以及控制參數(shù)；

3、語音識別與跟隨算法的聯(lián)動實現(xiàn)。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于單目視覺的人體目標跟隨方法，采用單目相機即可進行人體目標跟隨的算法，具有實時性強、檢測率高及反應較快的特點。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于單目視覺的人體目標跟隨方法，包括如下步驟：

步驟一，語音控制啟動單目視覺機器人的跟隨系統(tǒng)，開啟機器人的跟隨功能；

步驟二，檢測正前方目標，使用人體識別算法檢測機器人正前方的多個人體目標；

步驟三，選定待跟隨目標，在獲取的多個人體檢測框中選擇最符合要求的人體目標作為待跟隨目標；

步驟四，設置跟蹤器狀態(tài)，使用主跟蹤器和輔助跟蹤器相結合的方式獲取待跟隨目標的跟蹤信息；

步驟五，運動跟隨控制，根據(jù)目標信息與跟隨信息之間的關系設置相應的跟隨策略；

步驟六，更新跟隨目標信息，將當前時刻的跟蹤信息作為后一時刻的目標信息，實現(xiàn)連續(xù)跟蹤。

上述方案中，所述步驟二的具體方法如下：

(1)使用人體識別算法獲取人體目標檢測框

機器人發(fā)布語音并使用單目相機對正前方進行拍攝，對拍攝的每一幀進行檢測，提取其中的每個人體的姿態(tài)信息構建矩形人體目標檢測框，檢測框的左上角坐標為(x,y)，矩形框的寬和高分別為w和h；

(2)剔除錯誤的檢測框

單目相機拍攝的圖像的寬為W，高為H，依據(jù)檢測框在拍攝的圖片中的相對大小來剔除錯誤的檢測框，初步篩選人體目標檢測框。

進一步的，只保留矩形框寬度w大于且小于的人體目標檢測框。

上述方案中，所述步驟三的具體方法如下：

在眾多矩形檢測框中選擇面積較大且中心坐標靠近圖像中心坐標的目標檢測框，對每個矩形檢測框計算一個得分S：

其中，σ₂為自定義系數(shù)，