[发明专利]一种舞台移动机器人障碍目标检测方法

权利要求书

1.一种舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：包括，

S1、采集机器人移动前方的连续的至少五帧原始图，将所有的原始图用sobel算子分别获得其梯度图，将所有的梯度图分别进行连续三重三帧差分，获取第一残差图像，阈值处理第一残差图像，获取第一前景图像；将所有的第一残差图像进行累加并求取平均值，获取重更新后的第一前景图像；

S2、对采集机器人移动前方的当前帧进行形态学滤波，获取背景帧，将背景帧与当前帧做差影得出障碍目标的轮廓，并对障碍目标轮廓做梯度增强处理，获取第二残差图像，阈值处理第二残差图像，获取第二前景图像；

S3、将重更新后的第一前景图像和第二前景图像做布尔运算，获取障碍目标的最终图像。

2.根据权利要求1所述的舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：将原始图使用sobel算子获得梯度图具体经公式(1)(2)(3)计算获得，

f_k(x,y)＝f(x,y)*W_x+f(x,y)*W_y (3)

其中，f(x,y)是原始图像，f_k(x,y)为梯度图，W_x和W_y分别为水平和垂直梯度模板。

3.根据权利要求2所述的舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：相邻两帧的梯度差表示为D_k,k-1(x,y)，则连续五帧梯度图用三重三帧差分的计算过程如下，

D_(k-1,k-2)(x,y)＝|f_k-1(x,y)-f_k-2(x,y)| (4)

D_(k,k-1)(x,y)＝|f_k(x,y)-f_k-1(x,y)| (5)

D_(k+1,k)(x,y)＝|f_k+1(x,y)-f_k(x,y)| (6)

D_(k+2,k+1)(x,y)＝|f_k+2(x,y)-f_k+1(x,y)| (7)

其中，f_k(x,y)和f_k-1(x,y)分别表示第k帧和第k-1帧的梯度图，当D_k,k-1(x,y)不为0，则表示梯度图中包含障碍目标，当D_k,k-1(x,y)为0，则表示梯度图中包含障碍目标。

4.根据权利要求1所述的舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：为了凸显障碍目标，对差分后的梯度图做阈值分割处理，以判别第一前景图像中是否包含障碍目标，

其中，TH为分割阈值，T(x,y)为第一前景图像，若T(x,y)等于1，则表示第一前景图像中包含障碍目标；若T(x,y)等于0，则表示第一前景图像中不包含障碍目标。

5.根据权利要求1所述的舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：通过公式(7)(8)(9)将所有的第一残差图像进行累加并求取平均值，以获取重更新后的第一前景图像，

Z(x,y)＝(∑S(x,y))/3 (9)

其中，Z(x,y)为重更新后的第一前景图像，S(x,y)为第一残差图像。

6.根据权利要求1至5任一所述的舞台移动机器人障碍目标检测方法，其特征在于：步骤S2中，将当前帧f'_k(x,y)采用元素模板为E＝[010；111；010]的结构元素通过开运算，获取背景帧B_k(x,y)，开运算的过程为，

其中，E代表结构元素。