[发明专利]基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法及移动机器人

权利要求书

1.一种基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、基于RGBD相机实时获取一帧RGB图像和一帧Depth深度图像；

S2、在RGB图像查找与模板图像差异度最低的目标区域；

S3、基于目标区域构建包含目标物体的三维点云，并在所述三维点云中剔除支撑面的点集，形成目标物体点云；

S4、计算目标物体点云的重心坐标p_g及目标物体的形心坐标p_e；

S5、计算重心坐标p_g与形心坐标p_e的差值，若该差值小于预设阈值，则判定目标物体成功识别，返回形心坐标p_e；

基于构建的目标物体点云来计算目标物体点云重心坐标p_g，p_g的计算公式具体如下：

其中，S_i(x_i,y_i,z_i)为目标物体的点云坐标，N为目标物体的点云数量；

基于目标区域来计算目标物体的形心坐标p_e，p_e的计算公式具体如下：

其中，[u_min,v_min]为相似度值最小的像素原点坐标，m和n代表模板图像的宽和高，f_x和f_y为像素表示的焦距长，(c_x,c_y)为主点像素坐标，即目标区域中心的像素坐标，d为像素深度值。

2.如权利要求1所述基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法，其特征在于，所述目标区域的查找方法具体包括如下步骤：

S21、基于模板图像的尺寸m*n来构建滑动窗，滑动窗在RGB图像上滑动；

S22、计算滑动窗所在区域的RGB图像与模板图像的差异度S(i,j)；

S23、滑动窗遍历整个RGB图像，获取差异度最小的像素原点坐标(u_min,v_min)，则匹配出的目标区域为[(u_min,v_min)，(u_min+m,v_min+n)]。

3.如权利要求1所述基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法，其特征在于，基于目标区域的深度图像imgD及RGB图像来计算包含目标物体的三维点云坐标(x,y,z)，其计算公式具体如下：

(u,v)为像素点在深度图imgD的像素坐标，d为像素深度值，f_x和f_y为像素表示的焦距长，(c_x,c_y)为主点像素坐标，即目标区域中心的像素坐标。

4.如权利要求1所述基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法，其特征在于，在步骤S3之后，在步骤S4之前还包括：

S6、对包含目标物体的三维点云进行滤波，剔除离群点。

5.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人上设有RGBD相机，RGBD相机与图像处理器连接，RGBD相机用于采集目标物体的图像，并发送至图像处理器，图形处理器基于权利要求1至权利要求4任一权利要求所述基于RGBD相机的目标物体识别与定位方法来定位目标物体的中心位置。