[發明專利]一種基于深度視覺信息的探測機器人跟隨方法及系統

有效

• 申請號: 202010943502.3
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112223278B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 劉廣亮;鄭江花;馬爭光;朱琳;肖永飛
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;G06F17/16;G06T7/50;G06T7/70;G06T7/90
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本公開涉及一種基于深度視覺信息的探測機器人跟隨方法及系統，屬于移動探測機器人應用技術領域，該方法包括如下步驟：獲取深度圖像信息、RGB圖像信息以及二者的同步信息；顯示獲取的RGB圖像，以RGB圖像為基準，選擇跟隨目標并標記跟隨目標矩形區域；選取跟隨目標后，通過KCF跟蹤算法進行實時目標位置跟蹤；根據KCF算法實時跟蹤RGB圖像矩形位置，在深度圖像中計算跟隨目標的深度位置信息，從而確定探測機器人相對于跟隨目標的距離和方位；在步驟4中計算出跟隨目標的相對距離和方位后，發布驅動探測機器人移動的運動控制指令，探測機器人根據運動控制指令進行目標的跟隨。本公開的跟隨系統及方法實時性好，性能穩定、可以靈活方便地準確跟隨指定目標。

技術領域

本公開屬于移動探測機器人應用技術領域，具體是涉及一種基于深度視覺信息的探測機器人跟隨方法及系統。

背景技術

這里的陳述僅提供與本公開相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

探測機器人屬于特種機器人的一種，具有感知、決策和運動能力，探測機器人技術涉及到人工智能、自動控制、信息處理、圖像處理、模式識別等多門專業技術，跨計算機、自動化、通信、機械、電子等多門學科，體現了信息技術與人工智能技術的最新發展水平。

近年來，隨著計算機技術和人工智能技術的發展，探測機器人不僅在工業制造方面，而且在軍事制導、民用、海洋勘探、月球/火星探測等方面得到了廣泛地應用。探測機器人的研究已成為一個熱點問題。探測機器人在現代人類社會的生產中的作用越來越大，已經滲透到了很多重要的領域。代替人前往高危、有毒的惡劣環境進行現場勘查和檢測，如井下巷道探測機器人、火災探測機器人、危險化工巡檢機器人以及水下探測機器人等。

探測機器人一個重要工作就是進行目標探測與跟蹤跟隨。可視目標的跟蹤跟隨也是目前機器視覺研究的熱最重要的熱點之一。當前主要的目標跟隨技術包括基于圖像處理的跟隨技術、基于紅外的跟隨技術和基于超聲波的跟隨技術。其中基于視覺圖像的跟隨技術具有可視化跟蹤和跟隨、遠程操控選擇或更換跟蹤目標等特點，是目前研究的最主要機器人跟隨方法。

但是基于視覺的機器人跟隨方法涉及技術領域廣泛，實時性要求較高，算法復雜，有一定難度。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本公開提供了一種基于深度視覺信息的探測機器人跟隨系統及方法。

本公開至少一實施例提出了一種基于深度視覺信息的探測機器人跟隨方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：獲取深度圖像信息、RGB圖像信息以及二者的同步信息；

步驟2：顯示獲取的RGB圖像，以RGB圖像為基準，選擇跟隨目標并標記跟隨目標矩形區域；

步驟3：選取跟隨目標后，通過KCF跟蹤算法進行實時目標位置跟蹤；

步驟4：根據KCF算法實時跟蹤RGB圖像矩形位置，在深度圖像中計算跟隨目標的深度位置信息，從而確定探測機器人相對于跟隨目標的距離和方位；

步驟5：在步驟4中計算出跟隨目標的相對距離和方位后，發布驅動探測機器人移動的運動控制指令，探測機器人根據運動控制指令進行目標的跟隨。

進一步地，在步驟1中獲取深度圖像信息和RGB圖像信息具體實現包括以下子步驟：

步驟1.1：啟動采集與發布深度相機的ROS節點；

步驟1.2；訂閱并獲取ROS節點發布的深度圖像信息和RGB圖像信息包；

步驟1.3：進行深度圖像信息和RGB圖像信息同步處理；

步驟1.4；顯示RGB圖像信息。

進一步地，在步驟2中選擇跟隨目標具體實現包括以下子步驟：