[发明专利]基于双目视觉快速高鲁棒性识别、定位的自动跟随行李箱

摘要

本发明属于自动跟随行李箱，具体涉及一种涉及小型双目摄像机近距离抗干扰的目标模版局部surf快速匹配识别、双目视觉测距定位、单片机基于模糊控制的目标快速跟随算法，以及控制器小型化嵌入式设计的基于双目视觉快速高鲁棒性识别、定位的自动跟随行李箱。一种基于双目视觉快速高鲁棒性识别、定位的自动跟随行李箱，包括箱体外壳1、小型双目摄像机2、电机及其驱动3、舵机及其驱动4、滚动滑轮5、单片机控制器6、蓄电池7。该智能行李箱只需要配备普通的双目摄像头，单片机控制器以及电机舵机及其驱动即可，性价比较高，具有很大的市场前景。

主权项

1.一种基于双目视觉快速高鲁棒性识别、定位的自动跟随行李箱，包括箱体外壳(1)、小型双目摄像机(2)、电机及其驱动(3)、舵机及其驱动(4)、滚动滑轮(5)、单片机控制器(6)、蓄电池(7)，其特征在于：利用安装在箱体外壳(1)、正面顶部的小型双目摄像机(2)、近距离获取主人侧面的图像信息，并识别主人腰间佩戴的特征物品，通过双目视觉定位原理测得特征目标的相对位置，由单片机控制器(6)、控制安装在箱体外壳(1)、底部的电机及其驱动(3)，带动滚动滑轮(5)、转动，完成直线跟随的任务，以同样的方式通过单片机控制器(6)、控制其舵机及其驱动，旋转滚动滑轮(5)的方向，在转弯时，调整行李箱的跟随姿态以及移动方向，完成转弯跟随的任务；蓄电池(7)为单片机控制器(6)与电机及其驱动(3)、舵机及其驱动(4)提供了所需的电力；/n小型双目摄像机(2)、嵌入在箱体外壳(1)正面的顶部，单片机控制器(6)、和电机及其驱动(3)、舵机及其驱动(4)以及蓄电池(7)均为小系统集成封装，被安置在箱体外壳(1)最底部；单片机控制器(6)会检测蓄电池(7)的电量；/n单片机控制器目标识别算法采用的是一种目标模版局部surf快速匹配识别算法；通过预先采集佩戴物品的图像并利用surf算法提取其关键点的特征向量，再分别对左右摄像机获取图像中的目标进行匹配，从而建立了双目目标之间的互匹配关系，排除了背景特征点的干扰，使得单片机控制器只需要对目标进行surf匹配计算；/n单片机控制器的跟踪算法采用的是基于速度和航向的模糊控制，该算法根据识别到的目标相对行李箱的空间位置信息与给定跟随保持位置信息做比对，分别从主人与其身旁的行李箱距离以及两者之间前后的偏移距离作为模糊控制的判断依据；首先根据水平距离确定航向，即舵机角度，使主人与行李箱始终保持平行移动的跟随状态；然后再根据其前后偏移调整电机的转速，使主人与行李箱保持相对一致的前进后退速度，并根据之前确定的航向信息，在主人转弯时适当的调整左右轮的转速差，在主人身旁跟随其转弯移动；/n主要动作过程如下：/n箱体外壳、正面顶部的小型双目摄像机、近距离获取主人侧面的图像，并将图像信息实时传输给单片机控制器、进行处理，单片机控制器、利用目标模版局部surf快速匹配识别算法，提取主人身上佩戴的特征物体，将该物体锁定为目标，并对其进行测距定位；/n获取的目标位置信息会在单片机控制器、内部进行处理，将与给定的参考跟随保持位置进行比对作差，进一步作为电机及其驱动，舵机及其驱动的输入，控制滚动滑轮、转动，带动箱体外壳前进或是转弯，完成跟随主人的任务。/n