[发明专利]一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法，其步骤包括：S1、获取机器人上的两个摄像头所获取的两路视频信息；S2、对两路视频信息进行特征提取和运动分割得到运动物体的像素点；S3、求解所述运动物体的重心，并计算运动物体的重心位置偏差、偏差增量以及方向偏差；S4、根据重心位置偏差、偏差增量以及方向偏差计算运动物体的视觉显著性；S5、在视觉显著性高于跟踪阈值时，确定运动物体为跟踪物体；S6、驱动机器人对跟踪物体进行运动跟踪。本发明还公开了一种机器人动态障碍物避开系统，通过本发明的技术方案，可以实现移动机器人对异常或危险的动态运动物体更高效更精确的跟踪。

技术领域

本发明属于机器人视觉检测领域，具体涉及一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法及系统。

背景技术

自主机器人常用于环境异常的监测与或危险物体跟踪，因此运动物体的检测与跟踪是自主机器人必备的一项技术。这种技术有利于自主机器人在环境中发现并跟踪异常运动或危险的物体。随着机器人技术的发展，其在自主机器人应用中具有广阔的发展前途。

目前，公知的机器人运动物体检测与跟踪技术有背景差、光流、栅格、块匹配等方法，但这些方法在机器人的应用中存在许多缺陷，比如要求静态的摄像机或者其检测与跟踪常常针对观测的所有运动物体。

而现有的基于视觉显著性的机器人运动跟踪方法需要进行特征点的3D匹配以及速度估计，计算量较大且动态物体分离所用的均值漂移算法增加该方法的复杂性，提高资源消耗，且效率不高。另外现有的跟踪系统的实现采用通用计算机系统且体积较大，嵌入应用受到限制。

由上可知，现有的机器人运动跟踪方法普遍存在效率低、资源消耗大的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法及系统，采用基于视觉显著性的视觉检测方法，结合数字信号处理(DSP)系统，可以实现移动机器人对异常或危险的动态运动物体更高效更精确的跟踪。

本发明的技术方案如下：

一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤:

S1、获取机器人上的两个摄像头所获取的两路视频信息；

S2、对所述两路视频信息进行特征提取和运动分割得到运动物体的像素点；

S3、求解所述运动物体的重心，并计算所述运动物体的重心位置偏差、偏差增量以及方向偏差；所述重心位置偏差为所述运动物体的重心与像素平面中心点的偏差；所述偏差增量为所述重心位置偏差在多帧图像中的变化量；所述方向偏差为所述运动物体的重心与所述像素平面中心点的方向偏差；

S4、根据所述重心位置偏差、偏差增量以及方向偏差计算所述运动物体的视觉显著性；

S5、在所述视觉显著性高于跟踪阈值时，确定所述运动物体为跟踪物体；

S6、驱动机器人对所述跟踪物体进行运动跟踪。

与现有技术相比，本方法的有益技术效果如下：

本发明提供了一种基于视觉显著性的机器人高效运动跟踪方法，通过对运动物体的重心位置偏差、偏差增量、方向偏差等参数进行计算，再结合计算结果计算运动物体的视觉显著性，可以实现移动机器人对异常或危险的动态运动物体更高效更精确的跟踪。

本方法的进一步改进在于，所述步骤S2中，使用特征点匹配和块匹配算法分离得到所述运动物体的像素点。

本方法的进一步改进在于，所述步骤S3的具体步骤包括：

S31、使用以下公式计算所述运动物体的重心位置偏差s_k：