基于立体视觉的机器人目标识别与跟踪

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1、第38卷增刊1中南大学学报(自然科学版)Vol.38Suppl.12007年8月J.Cent.SouthUniv.(ScienceandTechnology)Aug.2007基于立体视觉的机器人目标识别与跟踪张汝波，张亮，张子迎(哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，黑龙江哈尔滨，150001)摘要：针对目前自主移动机器人目标物体跟踪方法大多存在速度较慢，误识别率较高等缺点，以Pioneer3-DX移动机器人立体视觉系统为平台，提出了一种基于颜色特征和形状提取相结合的方法来识别物体。在获取环境图像后，对所存在的图像畸变进行校正，并分割所得到

2、的图像，然后利用物体基本形状的先验知识，根据具体要求和需要来识别物体。在对物体质心进行立体匹配并计算质心的空间坐标后，发送命令给机器人本体，使机器人能根据已设定的规则进行目标跟踪。在非结构环境下的实验表明，该方法具有较强的实时性和鲁棒性。关键词：移动机器人；立体视觉；目标跟踪中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1672-7207(2007)S1−0553−05MobilerobotobjectrecognitionandtrackingbasedonbinocularvisionZHANGRu-bo,ZHANGLiang,ZHA

3、NGZi-ying(CollegeofComputerScienceandTechnology,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Becauseobjecttrackingofautonomousmobilerobothassomedefectsatpresent.BinocularstereovisionsystemplatformofPioneer3-DXrobotwasapplied.Amethodthatcombinescolorcharacterwit

4、hshapecharacterwaspresentedtorecognizeobject.Theimagewascorrectedaftertheimagewasacquired.Objectwasrecognizedbyusingobjectshapecharacterafterimagewassegmented.Masscenterwasstereomatchedandspacialcoordinatesofmasscenterwascalculated.Thencommandwassenttorobot.Sorobotcantrac

5、kobjectaccordingtothesetrule.Experimentresultsshowthemethodpossessesbetterreal-timeandrobustness.Keywords:mobilerobot;stereovision;objecttracking机器人目标跟踪是目前机器人的主要功能之一，国内外学者对基于视觉的机器人目标跟踪进行了在排雷、排爆、安检、交通、军事等领域都有着广泛大量的研究，并提出了许多有效的方法，主要有基于[2−3]的应用。所谓视觉跟踪，就是指对图像序列中的运动运动的目标跟踪方法、基

6、于相关的目标跟踪方[4−5]目标进行检测、提取和识别，从而获得运动目标的位法、基于特征的目标跟踪方法、基于模型的目标跟[6−7]置、速度、加速度等运动参数以及运动轨迹，并对所踪方法等。获信息进行进一步处理与分析，实现对运动目标行为针对单一依靠颜色特征所存在的不足，本文作者[1]的理解，从而引导机器人进行目标跟踪。它除了要提出一种能够对运动物体进行实时跟踪的立体视觉方求系统能够对图像进行处理，找出目标位置外，还要法，将颜色特征和形状提取相结合并将其应用在由2求系统能够根据目标位置控制机器人运动。由于计算自由度的机器人本体和2自由度的双目摄像

7、机组成的量较为繁重，现有的此类系统往往存在速度较慢、误机器人视觉系统中，实现机器人对运动目标的识别率较高等缺点。跟踪。收稿日期：2007−04−20作者简介：张汝波(1963−),男，吉林吉林人，教授，博士生导师，从事智能机器人与智能控制、机器学习与计算智能及智能信息处理研究通讯作者：张汝波，男，教授；电话：0451-82518975；E-mail：zhangrubo@hrbeu.edu.cn554中南大学学报(自然科学版)第38卷型有RGB颜色模型和HSI颜色模型。RGB颜色模型是面向硬件设备的最常用的颜色1立体视觉概述模型。RGB颜色

8、模型将每种颜色表示成红(red)、绿(green)、蓝(blue)3种基色的合成，利用R，G和B3个双目立体视觉的基本原理是用2台CCD摄像机对分量来表征颜色，图像上每一个像素的颜色由该点R，