考虑比例跟踪图像补丁的方法和设备技术

提供了一种考虑比例跟踪图像补丁的方法和设备。可根据预定比例不变指数（ＳＩＩ）将注册的图像补丁划分成比例不变的图像补丁和比例变化的图像补丁。如果图像内的注册的图像补丁是比例不变的图像补丁，则通过调整注册的图像补丁的位置来跟踪比例不变的图像补丁；如果注册的图像补丁是比例变化的图像补丁，则通过调整注册的图像补丁的位置和比例来跟踪比例变化的图像补丁。因此，可执行更准确的跟踪。

Method and apparatus for considering proportional tracking of image patches

A method and apparatus for considering proportional tracking of image patches are provided. The registered image patches can be divided into constant scale image patches and proportionally changed image patches according to the predetermined proportion invariant index (SII). If the image patches in the image registration is scale invariant image patches, image patches are adjusted through registration of the position of the tracking image patch scale invariant; if the image patch is registered image patch change in proportion, position and scale of image patches are adjusted through registration to track changes in the proportion of image patches. Therefore, more accurate tracking can be performed.

【技术实现步骤摘要】

下面的描述涉及使用图像的机器人定位。
技术介绍
广泛地来说，机器人是自己能够做任务的自治机器。机器人的有用性可归功于其 在极端情况下或在对人危险的区域中的工作性能。具体地讲，可行走和清洁房子的移动机 器人正变得越来越受欢迎。这种移动机器人具有包括定位的多种功能。移动机器人可基于从安装在移动机器 人上的相机捕获的图像来定位它自己。同时定位和地图创建(SLAM)是移动机器人使用的 典型技术，以基于图像跟踪其当前位置。SLAM允许通过在初始图像中注册特征点并跟踪与注册的特征点相应的图像在后 续图像中的位置，基于在图像帧之间特征点的位置关系，来找到机器人的位置。为了找到机器人的位置，需要在图像帧之间跟踪特征点的位置。通常通过当特征 点初始被注册时存储特征点周围的特定区域的图像补丁(imag印atch)，并在后续帧中定位 存储的图像补丁，来跟踪特征点。
技术实现思路
下面的描述涉及一种考虑比例(scale)跟踪图像补丁的方法和设备，所述方法和 设备能够执行图像补丁的更准确的跟踪，并缩短跟踪时间。因此，在一个一般方面，提供了一种图像补丁跟踪器，所述图像补丁跟踪器包括 比例不变指数(SII)计算单元，对注册的图像补丁计算SII，基于与比例改变有关的像素值 改变定义所述SII ；比例特性确定单元，如果SII小于阈值，则比例特性确定单元将注册的 图像补丁确定为比例不变的图像补丁 ；如果SII不小于所述阈值，则比例特性确定单元将 注册的图像补丁确定为比例变化的图像补丁。所述图像补丁跟踪器还可包括图像补丁跟踪单元，如果注册的图像补丁被确定 为比例不变的图像补丁，则图像补丁跟踪单元调整注册的图像补丁的位置以在接收的图像 内跟踪注册的图像补丁 ；如果注册的图像补丁被确定为比例变化的图像补丁，则图像补丁 跟踪单元调整注册的图像补丁的位置和尺寸以在接收的图像内跟踪注册的图像补丁。SII可被定义为每个比例参考点的最小均方像素值改变。在另一个一般方面，提供了一种考虑比例跟踪图像补丁的方法，所述方法包括 对注册的图像补丁计算比例不变指数(SII)，基于与比例改变有关的像素值改变定义所述 SII ；如果SII小于阈值，则将注册的图像补丁确定为比例不变的图像补丁 ；如果SII不小 于所述阈值，则将注册的图像补丁确定为比例变化的图像补丁。计算SII的步骤可包括在注册的图像补丁内设置至少一个比例参考点；对每个 比例参考点计算与比例改变有关的均方像素值改变，并选择计算结果中的最小值作为比例 不变指数。所述方法还可包括如果注册的图像补丁被确定为比例不变的图像补丁，则调整 注册的图像补丁的位置以在接收的图像内跟踪注册的图像补丁 ；如果注册的图像补丁被确 定为比例变化的图像补丁，则调整注册的图像补丁的位置和尺寸以在接收的图像内跟踪注 册的图像补丁。 从下面详细的描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。 附图说明图1是根据本专利技术示例性实施例的机器人定位系统的框图。图2示出根据本专利技术示例性实施例的比例不变的图像补丁。图3示出根据本专利技术示例性实施例的比例变化的图像补丁。图4是根据本专利技术示例性实施例的图像补丁跟踪器的框图。图5示出根据本专利技术示例性实施例的比例不变指数(SII)。图6示出根据本专利技术示例性实施例获取的图像。图7是根据本专利技术示例性实施例的考虑比例跟踪图像补丁的方法的流程图。在整个附图和详细描述中，用相同的标号表示元件、特征和结构，在附图中，为了 清晰和方便，可放大一些元件的大小和比例。具体实施例方式提供了下面的详细描述，以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的 全面理解。对本领域的普通技术人员而言，这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、 修改和等同物将自我暗示。参照附图的下面的描述提供了根据本专利技术实施例的装置和方法 的说明性的示例。这种描述仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制的目的。为了增强清 晰和简要，将省略对已知功能和结构的描述。图1是根据本专利技术示例性实施例的机器人定位系统的框图。机器人定位系统100可包括成像单元101、特征点提取单元102、补丁注册单元 103、存储器104、补丁跟踪单元105和位置计算单元106。当机器人到处移动以执行特定任务时，成像单元101以规则间隔捕获机器人周围 的图像。例如，成像单元101可通过检测前方物体反射的光，并将光转换成数字信号，来获 取前向图像。为此，成像单元101可包括图像传感器(例如，CCD (电荷耦合装置)图像传 感器或CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器)和图像处理模块，所述图像处理模块从自 图像传感器接收的输出产生二维(2D)图像。特征点提取单元102从自成像单元101获取的图像中提取特征点。例如，特征点 提取单元102可使用Harris角点检测(Harris corner detection)从图像中提取对象的 角点作为特征点。补丁注册单元103将图像补丁注册到存储器104。图像补丁可以是与提取的特征 点周围的区域相应的部分图像。补丁跟踪单元105在从成像单元101获取的图像内跟踪注册的图像补丁。例如， 当机器人到处移动时，在机器人的先前位置获取的图像可能与在机器人的当前位置获取的 图像不同。补丁跟踪单元105可从在当前位置获取的图像中提取与在先前位置注册的图像 补丁基本相同的图像补丁。如果在当前位置获取的图像中找到了注册的图像补丁，则位置计算单元106在注 册的图像补丁和提取的图像补丁之间匹配特征点，以计算机器人的位置。可通过使用算法 (例如，基于扩展的Kalman滤波器(EKF)或基于粒子的同时定位和地图创建(SLAM))来计 算机器人的位置。在当前实施例中，当在图像内跟踪注册的图像补丁时，补丁跟踪单元105可根据 注册的图像补丁的比例特性来仅调整图像补丁的位置或调整图像补丁的位置和比例，以扫 描图像。可将图像补丁的比例特性划分成比例不变和比例变化。例如，对于比例变化的图像补丁，可使用自由度为2的参数(例如，χ坐标变量和y 坐标变量)来跟踪图像补丁 ；对于比例变化的图像补丁，可使用自由度为3的参数(例如， χ坐标变量、y坐标变量和比例变量)来跟着图像补丁。图2示出根据本专利技术示例性实施例的比例不变的图像补丁。参照图2，比例不变的图像补丁表示在从图像补丁 201中的比例参考点202按比例 放大或按比例缩小之前和之后图像的形状基本保持相同的图像补丁。比例参考点202可被 定义为用于按比例放大或按比例缩小的参考点。图像补丁 201内的任何点都可被设置为比 例参考点202。从图2可看出，当图像补丁 201关于比例参考点202被放大成图像补丁 203时，放 大的图像补丁 203与原始的图像补丁 201在形状上基本相同。如果比例参考点202被设置 为不同点，则放大的图像补丁 203可与原始的图像补丁 201在形状上不同。然而，如果图像 补丁关于至少一个比例参考点202在形状上没有改变，则可认为该图像补丁是比例不变的 图像补丁。如果注册的图像补丁是如图2所示的比例不变的图像补丁，则补丁跟踪单元 105 (参看图1)可通过简单地调整图像补丁的位置来跟踪图像补丁。图3示出根据本专利技术示例性实施例的比例变化的图像补丁。参照图3，比例变化的图像补丁表示在从图像补丁 301中的比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像补丁跟踪器，包括：比例不变指数ＳＩＩ计算单元，对注册的图像补丁计算ＳＩＩ，基于与比例改变有关的像素值改变来定义所述ＳＩＩ；比例特性确定单元，如果ＳＩＩ小于阈值，则比例特性确定单元将注册的图像补丁确定为比例不变的图像补丁，如果ＳＩＩ不小于所述阈值，则比例特性确定单元将注册的图像补丁确定为比例变化的图像补丁。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔基浣，李炯机，朴志瑛，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]