一种机器人跟随人体的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人跟随人体的方法及系统，其中方法包括：利用HOG方法，在机器人获取的深度图上检测人体区域；在跟随初始化时，计算被跟踪人体区域所对应的彩色图的表观特征，并进行保存；所述表观特征包括颜色特征和纹理特征；在跟随过程中，根据被跟踪人体区域在连续帧图像中的位置变化判断是否发生穿插；在判断穿插发生后，控制机器人停止运动；同时，在机器人获取的后续帧的图像中搜索与已保存的被跟踪人体区域的表观特征相似的人体区域，直到搜索到该人体区域后，控制机器人跟随该人体区域运动。本发明专利技术大大减少了人体区域的误检，能够更加准确地表征被跟踪人体的表观特征，防止跟丢，在穿插发生后可靠的实现持续跟随。

Method and system for robot following human body

The invention discloses a method and a system for a robot to follow a human body. The method includes: detecting a human body area on a depth map acquired by a robot by using the HOG method; calculating and preserving the apparent features of a color map corresponding to the tracked human body area when following initialization; and the apparent features include color. Features and texture features; during the follow-up process, whether or not interpolation occurs is judged according to the position changes of the tracked human body region in a continuous frame image; after the interpolation occurs, the robot is controlled to stop moving; at the same time, the appearances of the tracked human body region are searched and saved in the images of the subsequent frames acquired by the robot. Characterize the similar human body area, until the human body area is searched, the control robot follows the human body area movement. The invention greatly reduces the error detection of the human body area, can more accurately characterize the apparent characteristics of the tracked human body, prevents the following and losing, and reliably realizes the continuous following after the interpolation occurs.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人跟随人体的方法及系统
本专利技术涉及机器视觉
，尤其涉及一种机器人跟随人体的方法及系统。
技术介绍
当前，基于RGBD传感器(深度视觉传感器)的机器人跟随功能的实现过程中，人体检测是在彩色图上实现的，易受光照变化、对比度等的影响而产生误检和漏检；而且，人体区域的颜色特征及其相似度度量，计算方法简单，不能抵抗自动曝光和自动白平衡导致的颜色变化。因此，当有第三人从机器人和被跟踪人体之间穿插而过时，机器人会跟丢。以上这些问题，使得现有的机器人跟随功能实用性较低，跟随不可靠。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种基于RGBD(深度视觉)传感器的可穿插的机器人跟随人体的方法及系统，以解决现有技术中存在的机器人跟随功能实用性较低，跟随不可靠的问题。本专利技术提供的机器人跟随人体的方法，包括以下步骤：利用HOG(HistogramofOrientedGradient，方向梯度直方图)方法，在机器人获取的深度图上检测人体区域；在跟随初始化时，计算被跟踪人体区域所对应的彩色图的表观特征，并进行保存；所述表观特征包括颜色特征和纹理特征；在跟随过程中，根据被跟踪人体区域在连续帧图像中的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人跟随人体的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用HOG方法，在机器人获取的深度图上检测人体区域；在跟随初始化时，计算被跟踪人体区域所对应的彩色图的表观特征，并进行保存；所述表观特征包括颜色特征和纹理特征；在跟随过程中，根据被跟踪人体区域在连续帧图像中的位置变化判断是否发生穿插；在判断穿插发生后，控制机器人停止运动；同时，在机器人获取的后续帧的图像中搜索与已保存的被跟踪人体区域的表观特征相似的人体区域，直到搜索到该人体区域后，控制机器人跟随该人体区域运动。

【技术特征摘要】
1.一种机器人跟随人体的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用HOG方法，在机器人获取的深度图上检测人体区域；在跟随初始化时，计算被跟踪人体区域所对应的彩色图的表观特征，并进行保存；所述表观特征包括颜色特征和纹理特征；在跟随过程中，根据被跟踪人体区域在连续帧图像中的位置变化判断是否发生穿插；在判断穿插发生后，控制机器人停止运动；同时，在机器人获取的后续帧的图像中搜索与已保存的被跟踪人体区域的表观特征相似的人体区域，直到搜索到该人体区域后，控制机器人跟随该人体区域运动。2.根据权利要求1所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，利用HOG方法，在机器人获取的深度图上检测人体区域，包括以下步骤：基于机器人获取的深度图，计算深度信息的梯度及其直方图，并按照HOG方法生成特征向量，训练用于人体区域检测的分类器；利用所述分类器在深度图上检测人体区域。3.根据权利要求1所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，在跟随过程中，根据被跟踪人体区域在连续帧图像中的位置变化判断是否发生穿插，包括以下步骤：在检测到当前帧图像中存在某一人体区域与前一帧图像中的被跟踪人体区域的重合面积大于设定面积阈值，并且，前一帧图像与当前帧图像到机器人的距离之差大于设定距离阈值时，则判断为发生穿插。4.根据权利要求1所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，在判断穿插发生后，在机器人获取的后续帧的图像中搜索与已保存的被跟踪人体区域的表观特征相似的人体区域，包括以下步骤：对比当前帧图像中的人体区域的表观特征和已保存的前一帧图像中的被跟踪人体区域的表观特征，并用EMD来度量前后两帧图像的表观特征相似度；当前后两帧图像的表观特征相似度达到设定相似度阈值时，判断当前帧图像中的人体区域为被跟踪的人体区域。5.根据权利要求1所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在跟随初始化后，向机器人发送运动指令，使得被跟踪的人体区域保持在图像水平方向的中心，并且与机器人保持预设距离。6.根据权利要求1至5任一项所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，所述颜色特征为人体区域所对应的彩色图像的红、绿、蓝三个颜色通道的归一化直方图；所述纹理特征为人体区域所对应的彩色图像的纹理元归一化直方图。7.根据权利要求1至5任一项所述的机器人跟随人体的方法，其特征在于，所述纹理特征的计算过程为：在纹理库上生成纹理元的码本；对人体区域所对应的彩色图像进行滤波器组滤波，将滤波后得到的特征向量组投影在纹理元的码本上，得到纹理元归一化直方图。8.一种机器人跟随人体的系统，其特征在于，包括人体区域检测模块、表观特征计算模块、穿插检测模块、以及搜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚利，
申请(专利权)人：杭州艾米机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33