[发明专利]获取机器鱼运动轨迹的方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种获取机器鱼运动轨迹的方法、装置、设备及存储介质，用以解决相关技术中在对水下的机器鱼的运动轨迹进行跟踪时出现机器鱼位置丢失的问题。获取机器鱼运动轨迹的方法包括：获取在水中游动的机器鱼的图像；对所述图像进行分割，得到多个子图像；在所述多个子图像中识别所述机器鱼，以确定所述机器鱼在所述图像中的位置；当在所述多个子图像中均无法识别到所述机器鱼时，控制所述机器鱼执行预设动作后，再次获取所述机器鱼的图像以及确定所述机器鱼在再次获取到的图像中的位置；根据至少两次获得的所述机器鱼在所述图像中的位置确定所述机器鱼的运动轨迹。本发明可有效地对水下的机器鱼进行位置跟踪。

技术领域

本发明涉及轨迹跟踪技术领域，特别是指一种获取机器鱼运动轨迹的方 法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着仿生学技术的不断进步，仿鱼水下推进技术的水下机器人 (机器鱼)的研究日益引起关注，成为水下机器人领域研究的热点之一。机 器鱼不仅能够在复杂环境下进行水下作业、海洋监测、侦察等方面发挥作用， 而且为研制新型水下航行器提供了一种新的思路。

目前，国内外主要集中于个体机器鱼的研究，而在实际应用中，由于任 务的复杂性、不确定性、并发性使得需要采用多条机器鱼协作来完成任务。 由于机器鱼自身尚无定位和遥测能力，视觉系统是其唯一感知环境的“器官”， 例如可通过摄像头(例如，CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相 机)采集的图像经过处理与分析，提取有效信息作为决策和控制依据。只有 快速、准确地跟踪机器鱼和运动目标的位置及运动方向，决策控制模块才能 迅速作出相应决策，确保多机器鱼协作任务的完成。而完成多机器鱼协作任 务的关键技术之一是多机器鱼实时跟踪，即在视频图像中找到多条机器鱼， 并将不同帧的机器鱼一一对应后显示出各自的位置序列。但在对水下机器鱼 的运动轨迹进行跟踪时，经常出现机器鱼位置丢失，无法获取到机器鱼位置 的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种获取机器鱼运动轨迹的方法、装 置、设备及存储介质，该方法可有效地对水下的机器鱼进行位置跟踪。

根据本发明的第一个方面，提供了一种获取机器鱼运动轨迹的方法，包 括：获取在水中游动的机器鱼的图像；对所述图像进行分割，得到多个子图 像；在所述多个子图像中识别所述机器鱼，以确定所述机器鱼在所述图像中 的位置；当在所述多个子图像中均无法识别到所述机器鱼时，控制所述机器 鱼执行预设动作后，再次获取所述机器鱼的图像以及确定所述机器鱼在再次 获取到的图像中的位置；根据至少两次获得的所述机器鱼在所述图像中的位 置确定所述机器鱼的运动轨迹。

可选的，对所述图像进行分割，包括：将待分割图像中各像素的色彩向 量作为一个输入神经元的输入向量，将与所述各像素相邻的八个像素的色彩 向量作为径向函数RBF的各特征向量；确定所述待分割图像中的种子神经元， 其中，像素点到相邻像素点的最大曼哈顿距离小于第一阈值时，该像素点为 种子像素点，该种子像素点对应的神经元为种子神经元，所述待分割图像中 的种子神经元构成种子区域；通过预设生长规则对种子区域进行生长，得到 多个分组区域；计算各分组区域的平均特征向量；使用计算得到的平均特征向量替换其所属的分组区域所有神经元中所包含的特征向量；如果存在未连 接到任何分组区域的神经元，且该神经元到其相邻分组区域的距离小于第二 阈值，则将该神经元连接到距离其最近的分组区域内；将相邻的所述分组区 域合并，得到待分割的多个区域；按照所述多个区域对所述待分割图像进行 分割，得到所述多个子图像。

可选的，将相邻的所述分组区域合并，包括：当待合并区域的面积小于 预设面积，且所述待合并区域的颜色距离小于预设颜色距离阈值时，将所述 待合并区域合并到相邻区域。