基于改进光流算法的机器人目标跟踪系统-论文.pdf

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1、2014年9月控制工程Sep．2014第2l卷第5期ControlEngineeringofChinaVo1．21，No．5文章编号：1671-7848(2014)05-0634-04基于改进光流算法的机器人目标跟踪系统华贵山，梁栋，葛浩(1．滁州学院机械与电子工程学院，安徽滁州239000；2．安徽大学电子信息工程学院，合肥230039)摘要：基于计算机视觉的机器人运动目标检测与跟踪，就是建立起一种机器人视觉与电机驱动相关联的系统。光流算法在此类系统中有着广泛应用，但是求取所需稠密光流场的运算量过大是其明显的缺点。为减少计算时间，提高跟踪系统响应

2、速度，引入均值平滑算法对传统H—S(Horn和Schunck)光流算法进行改进，并在此改进算法基础上建立起目标跟踪系统。通过此系统，机器人可以根据采集到的图像的光流场变化来检测运动目标，再通过对光流场的奇异值分解，对跟踪系统模型所需参数进行估算，并驱动机器人做出相应动作，保持对目标的跟踪。从而使机器人对周围环境变化做出及时、准确的动作。经过实验证明改进后的光流算法有效的减少了计算时间，增强跟踪系统的实时性能。关键词：运动目标检测与跟踪；H—S光流算法；均值平滑算法；计算机视觉中图分类号：TP27文献标志码：AAMovingObjectsTracki

3、ngSystemofRobotBasedonModifiedOpticalFlowAlgorithmHUAGui．sh帆．LIANGDong．GEHa0(1．SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，ChuzhouUniversity，Chuzhou，239000，China；2．SchoolofElectronicsandInformationEngineering，AnhuiUniversity，Hefei，230039，China)Abstract：Movingobjectsdetectionand

4、trackingbasedonthecomputervisionmeanstobuildasystemwithrobotvisionpartandmotordriverpart．Opticalflowalgorithmiswidelyusedinsuchsystems，butithasanobviousdisadvantages：complicatedcalculation．Ac—cordingtothecombinationofH—S(Horn＆Schunck)opticalflowalgorithmwithsmoothingaveragealg

5、orithm，wesetupatargettrackingsystemoftherobottoreducetheoperationtime．Accordingtotheopticalflowfield’Schangesderivedfromthecollectedima·ges，therobotdetectsmovingtargets，andestimatesthetargets’parameterswithsingularvaluedecompositionofopticalflowfield，thendrivesmotor，torealizet

6、hetargettracking．Thissystemcanmaketherobotmovetimely，accuratetothechangesofenvironment．Themodifiedopticalflowalgorithmovercomestheshortcomingofcalculation，andmakestherobotmovetimely．Keywords：Movingobjectdetectionandtracking；H—Sopticalflowalgorithm；smoothingaveragealgorithm；Com

7、putervision光流法刮可以基本正确地检测到亚像素的移1引言动距离，适合检测相对复杂的运动，计算精度也比视觉信息能够观察和分析图像的各个像素，具较高。机器人要精确的寻找和跟踪目标就要求光流有高效性和具体性；并且与激光雷达¨等方式算法的结果必须是稠密光流[]。目前求稠密光流相比，视觉信息包含着大量的变化信息，信息量一般是采用H—s光流算法u。’求出稀疏光流，再大；同时视觉信息又有较强的连续性和广泛性，因采用图像金字塔法计算出稠密光流，但是此方此机器人获取环境的信息大多是通过视觉系统进行法比较复杂，导致机器人处理信息周期过长，目标的。机器人在获得

8、视觉信息的同时，既要将信息用跟踪实时性差。高压缩比来存储，又要对信息里的特定对象进行操2改进光流算法作。对视频信息中目标的