追踪目标物的方法技术

本发明专利技术公开一种追踪目标物的方法，是控制跟随机器人拍摄目标物以获得对比影像，于对比影像决定对应目标物的多个取样粒子，计算各取样粒子的预测位置，朝对应多个预测位置的预测方向移动以跟随目标物，依据基准影像及对比影像之间的差异重新取样，并将对比影像设定为新的该基准影像。最后，重复执行上述步骤，直到停止跟随。本发明专利技术可有效提升追踪的分析速度及稳定性，而可有效实现即时跟随，并可使跟随机器人不需配置信号发射器。

【技术实现步骤摘要】
追踪目标物的方法
本专利技术涉及方法，尤其涉及追踪目标物的方法。
技术介绍
为了省却使用者驾驶操作，目前已有一种可自动跟随使用者的跟随机器人(如购物车机器人或行李箱机器人)被提出。为了实现自动跟随，于进行跟随前，欲跟随的使用者必须穿戴信号发射器(如摄影机、蓝牙收发器或定位器)。接着，现有的跟随机器人分析自信号发射器所收到的信号(如摄影机所拍摄画面、蓝牙收发器的蓝牙信号或定位器的位置信号)以决定使用者的当前位置，依据使用者的当前位置决定跟随方向，并朝跟随方向移动以跟随使用者。当使用现有的跟随机器人时，由于使用者必须穿戴信号发射器方可实现自动跟随，不仅对使用者造成不便，增加了现有的跟随机器人的制造成本，并额外增添了因信号发射器遗失而无法实现自动跟随的风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种追踪目标物的方法，可使用电脑视觉技术来预测目标物的移动方向并实现即时跟随。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种追踪目标物的方法，用来使一跟随机器人自动跟随一目标物，其特征在于，包括：a)于该跟随机器人拍摄该目标物以获得一对比影像；b)于该对比影像决定对应该目标物的多个取样粒子；c)依据各该取样粒子的一当前位置及一当前速度计算各该取样粒子的一预测位置；d)控制该跟随机器人朝对应该多个预测位置的一预测方向移动；e)依据一基准影像及该对比影像之间的差异对该多个取样粒子进行重新取样，并将该对比影像设定为新的该基准影像；及f)重复执行该步骤a)至该步骤e)，直到停止跟随。优选地，于该步骤a之后，该步骤b之前包括：g1)依据该基准影像及该对比影像计算一机体偏移；及g2)依据该机体偏移校正该对比影像。优选地，该步骤g1)更包括：g11)取得一静态实体物件的影像于该基准影像中的一基准位置；g12)识别该静态实体物件的影像于该对比影像中的一对比位置；及g13)依据该基准位置及该对比位置计算该机体偏移。优选地，于该步骤a之后，该步骤b之前包括：h1)对该对比影像执行一高光过滤处理以过滤该对比影像的一高亮度区域；及h2)对该对比影像执行一阴影过滤除处理以过滤该对比影像的一低亮度区域。优选地，该步骤c)包括：c1)将该当前速度加上一随机值以作为新的该当前速度，其中该当前速度的初始值为0；及c2)依据各该取样粒子的该当前位置、该当前速度及该基准影像及该对比影像之间的一拍摄时间差计算各该取样粒子的该预测位置。优选地，该步骤e)包括：e1)比较该基准影像与该对比影像并产生一差异影像；e2)依据该差异影像计算各该取样粒子属于该目标物的一正确机率；e3)依据该多个取样粒子的该多个正确机率对该多个取样粒子进行重新取样；及e4)将该对比影像设定为新的该基准影像。优选地，该差异影像包括多个差异点像素，该步骤e2)包括：e21)依据各该取样粒子的该当前位置于该差异影像上设定各该取样粒子的一统计区域；e22)计算各该统计区域内所有像素的数量以获得一区域像素总量；e23)计算各该统计区域内该多个差异点像素的数量以获得一区域差异点总量；及e24)计算该区域差异点总量及该区域像素总量的一比值，并作为该正确机率。优选地，该步骤e3)包括：e31)删除该正确机率低的该取样粒子；及e32)于该正确机率高的该取样粒子的周围增加新的该取样粒子。优选地，该步骤d)包括：d1)于该多个取样粒子的该多个预测位置位于该对比影像的左半边时，控制该跟随机器人的一驱动左轮的转速小于该跟随机器人的一驱动右轮的转速；及d2)于该多个取样粒子的该多个预测位置位于该对比影像的右半边时，控制该跟随机器人的该驱动右轮的转速小于该跟随机器人的该驱动左轮的转速。优选地，更包括：i1)经由该跟随机器人的一距离感测模块感测该跟随机器人与该目标物之间的一当前距离；及i2)于该多个预测位置位于该对比影像的一预设区域时，依据该当前距离控制该跟随机器人加速或减速，以接近或远离该目标物。本专利技术的技术效果在于：本专利技术可有效提升追踪的分析速度及稳定性，而可有效实现即时跟随，并可使跟随机器人不需配置信号发射器。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术第一实施例的跟随机器人的架构图；图2A为本专利技术第二实施例的跟随机器人的俯视示意图；图2B为本专利技术第二实施例的跟随机器人的仰视示意视图；图3为本专利技术第一实施例的追踪目标物的方法的流程图；图4为本专利技术第二实施例的追踪目标物的方法的部分流程图；图5为本专利技术第三实施例的追踪目标物的方法的部分流程图；图6为本专利技术第四实施例的追踪目标物的方法的部分流程图；图7为本专利技术第五实施例的追踪目标物的方法的部分流程图；图8为本专利技术第六实施例的追踪目标物的方法的部分流程图；图9A为本专利技术的移动补偿功能的第一示意图；图9B为本专利技术的移动补偿功能的第一示意图；图10为本专利技术的计算正确机率的示意图；图11A为本专利技术的第一张对比影像与取样粒子变化的示意图；图11B为本专利技术的第二张对比影像与取样粒子变化的示意图；图11C为本专利技术的第三张对比影像与取样粒子变化的示意图；图11D为本专利技术的第四张对比影像与取样粒子变化的示意图；图12A为本专利技术的第一张对比影像与第二张对比影像的差异影像与取样粒子变化的示意图；图12B为本专利技术的第二张对比影像与第三张对比影像的差异影像与取样粒子变化的示意图；图12C为本专利技术的第三张对比影像与第四张对比影像的差异影像与取样粒子变化的示意图。其中，附图标记：1…跟随机器人10…控制模块12…驱动模块120…左驱动模块1200…左马达1202…左皮带1204…左驱动杆122…右驱动模块1220…右马达1222…右皮带1224…右驱动杆140…驱动左轮1400…左连动杆142…驱动右轮1420…右连动杆144-146…连动轮16…影像撷取模块18…人机界面20…连接模块22…记忆模块24…电池模块26…距离感测模块28…乘载板3…外部装置30…应用程序40…基准影像42…对比影像50、52’…影像60-66、Q1-Q7…取样粒子S…机体偏移S100-S114…追踪目标物步骤S20-S26…移动补偿及光影过滤步骤S200-S204…移动补偿步骤S30-S34…距离控制步骤S40-S46…速度调整步骤S50-S54…重新取样步骤S520-S526…正确机率计算步骤S540-S542…删减取样粒子步骤S60-S66…移动控制步骤具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：首请参阅图1，为本专利技术第一实施例的跟随机器人的架构图。如图所示，本专利技术揭露了一种跟随机器人1，可经由电脑视觉技术及预测演算法来追踪并预测目标物(如欲跟随的使用者)的移动方向，而可于不需信号发射器的情况下实现即时跟随。具体而言，当目标物开始移动时，跟随机器人1可依据所拍到的连续影像来追踪目标物的位置，预测目标物欲前往的方向，并自动朝预测的方向移动以即时跟随目标物。跟随机器人1主要包括控制模块10、驱动模块12、多个驱动轮(图1以驱动左轮140及驱动右轮142为例，但不以此限定驱动轮的数量及配置方式)及影像撷取模块16。控制模块10电性连接驱动模块12及影像撷取模块16，用以控制跟随机器人1。驱动模块12连接多个驱动轮，用以于运转时连动多个驱动轮来驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种追踪目标物的方法，用来使一跟随机器人自动跟随一目标物，其特征在于，包括：a)于该跟随机器人拍摄该目标物以获得一对比影像；b)于该对比影像决定对应该目标物的多个取样粒子；c)依据各该取样粒子的一当前位置及一当前速度计算各该取样粒子的一预测位置；d)控制该跟随机器人朝对应该多个预测位置的一预测方向移动；e)依据一基准影像及该对比影像之间的差异对该多个取样粒子进行重新取样，并将该对比影像设定为新的该基准影像；及f)重复执行该步骤a至该步骤e，直到停止跟随。

【技术特征摘要】
1.一种追踪目标物的方法，用来使一跟随机器人自动跟随一目标物，其特征在于，包括：a)于该跟随机器人拍摄该目标物以获得一对比影像；b)于该对比影像决定对应该目标物的多个取样粒子；c)依据各该取样粒子的一当前位置及一当前速度计算各该取样粒子的一预测位置；d)控制该跟随机器人朝对应该多个预测位置的一预测方向移动；e)依据一基准影像及该对比影像之间的差异对该多个取样粒子进行重新取样，并将该对比影像设定为新的该基准影像；及f)重复执行该步骤a至该步骤e，直到停止跟随。2.如权利要求1所述的追踪目标物的方法，其特征在于，于该步骤a之后，该步骤b之前包括：g1)依据该基准影像及该对比影像计算一机体偏移；及g2)依据该机体偏移校正该对比影像。3.如权利要求2所述的追踪目标物的方法，其特征在于，该步骤g1更包括：g11)取得一静态实体物件的影像于该基准影像中的一基准位置；g12)识别该静态实体物件的影像于该对比影像中的一对比位置；及g13)依据该基准位置及该对比位置计算该机体偏移。4.如权利要求1所述的追踪目标物的方法，其特征在于，于该步骤a之后，该步骤b之前包括：h1)对该对比影像执行一高光过滤处理以过滤该对比影像的一高亮度区域；及h2)对该对比影像执行一阴影过滤除处理以过滤该对比影像的一低亮度区域。5.如权利要求1所述的追踪目标物的方法，其特征在于，该步骤c包括：c1)将该当前速度加上一随机值以作为新的该当前速度，其中该当前速度的初始值为0；及c2)依据各该取样粒子的该当前位置、该当前速度及该基准影像及该对比影像之间的一拍摄时间差计算各该取样粒子的该预测位置。6.如权利要求1所述的追踪目标物的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩佾君，
申请(专利权)人：金宝电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71