1.一种基于视觉的移动机器人路径生成与动态目标跟踪方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:将纯色的圆形标志物粘贴在移动机器人I上;
步骤2:通过安装有摄像机的移动机器人II,拍摄一张粘贴有圆形标志物的移动机器人I的图像;
步骤3:采用Canny算法对所述图像进行边缘检测处理,然后进行去噪处理;
步骤4:利用公式(1)计算去噪处理之后的图像轮廓的圆形度k,如果k满足0.8<k≤1,则定义去噪处理之后的图像轮廓所围成的区域为目标,否则,调整移动机器人II的位姿或摄像机的拍摄角度,重复步骤2~步骤3获取图像轮廓,计算图像轮廓的圆形度k,重新选取目标;
式中,A表示去噪处理后的图像轮廓所在圆形区域的面积,l表示去噪处理后的图像轮廓所在圆形区域的周长;
步骤5:通过摄像机标定得到如下参数:移动机器人II上安装的摄像机的高度H,图像坐标中心对应的世界坐标点与摄像机的镜头中心在y轴方向上的距离O3M,摄像机的镜头中心点的图像坐标O1(vcenter,vcenter),测量像素点的图像坐标P1(0,v)、Q1(u,v),实际像素的长度xpix,实际像素的宽度ypix,摄像头焦距f;
步骤6:通过几何测距方法,得到目标质心的世界坐标(x,y);
步骤7:当移动机器人I移动时,移动机器人II重复步骤2~步骤5,得到新的目标质心的世界坐标(xi,yi),其中i=1,2,3,…,n,(xi,yi)表示目标的第i个动点Φi的世界坐标;
步骤8:利用最小二乘法对n个动点的世界坐标进行曲线拟合,得到拟合曲线的具体表达式f(x);
步骤9:将得到的拟合曲线f(x)作为移动机器人II的期望运动路径,采用小波基函数的预测控制算法实现移动机器人II对动态目标的跟踪。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的移动机器人路径生成与动态目标跟踪方法,其特征在于,为移动机器人I粘贴圆形标志物时,为了使检测效果更好,圆形标志物的颜色应与移动机器人I的颜色以及背景颜色不同。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的移动机器人路径生成与动态目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤9具体表述为:步骤9.1:建立基于小波基函数的预测控制系统模型如公式(2)所示,式中, μj(k)表示加权系数,1≤j≤nb,nb表示小波基函数的个数, ybj(i)表示在各基函数fbj(i)作用下的线性叠加输出,fbj(i)表示小波基函数在t=iT时刻的取值,T表示采样周期,h表示预测优化时域长n*1 1*1度,k表示采样系列,Xm∈R 是状态向量,u∈R ,ym(k+i)表示预测控制系统的输出值,Fm、n*1 n*n 1*nEm、Cm表示系数矩阵向量,Fm∈R ,Em∈R ,Cm∈R ,R表示实数集;
步骤9.2:利用公式(3)计算预测过程中的输出值ym(k+i)与拟合曲线f(x)差值的平方和最小,实现移动机器人II对动态目标的跟踪,式中,nh表示拟合点的个数,且满足nh≥nb。