[发明专利]一种基于视觉识别的自动跟随避障方法及机器人

说明书

本公开揭示了一种基于视觉识别的自动跟随避障方法，包括：采集目标图像，根据目标的衣服颜色对目标进行识别和定位；根据所述目标的方位和距离信息规划跟随路径；在跟随过程中实时扫描周边环境信息并在必要时调整跟随路径。本公开还揭示了一种基于视觉识别的自动跟随避障机器人，包括：机器人本体、动力模块、视觉定位模块、控制模块和避障模块。本公开通过采集目标的衣服颜色对目标进行识别并进行定位，不需要被跟随者携带发射源或接收源，并且能够减小电磁波干扰提高跟随精度；以目标的衣服颜色信息为对象，能够降低视觉识别的计算量，提高响应速度；能够根据色块区域大小筛选目标降低跟错概率。

技术领域

本公开属于机电一体化控制领域，具体涉及一种基于视觉识别的自动跟随避障方法及机器人。

背景技术

当人们需要携带数量多或者质量大的东西时，就会感觉十分劳累，比如需要携带大件行李、在商场购物等情况，而自动跟随机器人可以帮助人们携带这些东西，并始终跟随主人，因此在市场上有很大的发展前景并广受欢迎。但是，目前国内的自动跟随机器人需要借助与之配套的遥控装置，需要被跟随者携带信号发射源或接收源，并且不能达到在避障的同时始终检测跟随目标的目的，同时也不能适应多种复杂路况。

发明内容

针对上述不足，本公开的目的在于提供一种基于视觉识别的自动跟随避障机器人，既能通过识别目标衣服颜色识别跟随目标，又能实时判别周围环境躲避障碍，且能适应不同路况。

本公开的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种基于视觉识别的自动跟随避障方法，包括以下步骤：

S100：采集目标图像，根据目标的衣服颜色对目标进行识别以及根据衣服颜色中所提取的色块形状计算色块的质心坐标，并根据质心坐标的横坐标确定目标相对于机器人的方位，及根据质心坐标的纵坐标确定目标与机器人的距离，完成目标定位；

S200：在获知当前位置的前提下，扫描周边障碍物信息，并根据所述目标的方位和距离信息规划跟随路径；

S300：在跟随过程中，持续地实时扫描周边障碍物信息并在发现障碍物时调整跟随路径。

优选的，所述步骤S100包括如下步骤：

S101：获取目标衣服的原始YUV颜色图像；

S102：对所述目标衣服的原始YUV颜色图像进行预处理；

S103：将预处理后的原始YUV颜色图像转换为RGB彩色图像，再通过将RGB彩色图像中的亮度值和色度值进行分离转换为新的YUV颜色图像，并对所述新的YUV颜色图像进行亮度弱化处理；

S104：提取所述经亮度弱化处理后的新的YUV颜色图像的色块颜色、色块数量和色块形状；

S105：根据所述色块颜色和色块数量识别目标；

S106：根据所述色块形状计算色块的质心坐标，根据质心坐标对目标进行定位。

优选的，步骤S102中，所述预处理包括对原始目标衣服的YUV颜色图像进行直方图均衡化。

优选的，所述直方图均衡化是通过使用累积分布函数进行映射完成的，具体包括：

其中，n是图像中像素的总和，k是当前灰度等级的像素个数，L是当前图像中可能的灰度等级总数。

优选的，步骤S103中，通过下式将预处理后的原始YUV颜色图像转换为RGB彩色图像，

R＝Y+1.14V

G＝Y-0.39U-0.58V

B＝Y+2.03U