[發明專利]一種用于移動機器人的視覺跟蹤方法

在審

• 申請號: 202011409527.1
• 申請日: 2020-12-05
• 公開（公告）號: CN112507859A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 黃攀峰;李沅澔;馬志強;董剛奇;余航
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種用于移動機器人的視覺跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構建基于HOG特征的相似性計算方法；

將基于顏色統計的HOG特征作為外觀模型加入到SiamFC跟蹤框架中，具體如下：

設定x為目標人物的初始模板圖像，z為下一時間段幀攝像頭實時拍攝的一組圖像，z≥2；

采用SiamFC跟蹤框架判斷初始模板圖像x和圖像組z之間的相似性，保留SiamFC跟蹤框架輸出響應圖中大于設定閾值的高分區域圖像，記為y；

對初始模板圖像和高分區域圖像提取HOG特征向量，利用Pearson相關系數建立初始模板圖像與高分區域圖像之間的相似性對比：

其中和是初始模板圖像x和高分區域圖像y的期望值，x_j和y_j分別表示初始模板圖像與高分區域圖像的HOG特征向量，N為高分區域圖像數量；

Pearson_x,y值在區間[-1，1]內，當Pearson_x,y大于高閾值H時表示初始模板圖像與高分區域圖像為高相似性；在某一時刻t，如果Pearson_x,y小于低閾值L，則將t-1時刻的實時目標圖像作為新的初始模板圖像；

步驟2：將連續N幅高分區域圖像中的目標邊界框信息輸入卡爾曼濾波器，輸入表示為T^t＝[bbox^t-(N-1),bbox^t-(N-2),...,bbox^t]，卡爾曼濾波器的輸出為bbox^*，將bbox^*作為t+1時刻目標的位置估計，并更新bbox位置；bbox^t-(N-1),bbox^t-(N-2),...,bbox^t表示連續N幅高分區域圖像中目標邊界框信息；

根據目標位置和尺度分布原理，在當前幀中以更新后bbox的中心位置作為搜索區域的中心，提取出圖像中目標矩形框大小的α倍作為新的待搜索區域；

步驟3：將步驟2獲得的待搜索區域的坐標位置輸入到移動機器人的視覺伺服系統中，完成基于圖像的視覺伺服控制的目標跟蹤。

2.根據權利要求1所述的一種用于移動機器人的視覺跟蹤方法，其特征在于，所述H＝0.7，L＝0.3。