基于自动获取彩色目标的手臂运动轨迹跟踪 - 计算机应用与软件.pdf

第３２卷第２期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３２Ｎｏ．２ ２０１５年２月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｆｅｂ．２０１５ 基于自动获取彩色目标的手臂运动轨迹跟踪 １ ２ 闫国帅　张　蓬 １（中国石化天然气川气东送管道分公司　湖北武汉４３００７０） ２（中国石油大学（北京）机械与储运工程学院　北京 １０２２４９） 摘　要　　将计算机视觉应用于对示教者动作的分析，控制机器人完成动作轨迹的复现，成为机器人智能化的一个研究方向。针对   机器人模仿示教者动作的视觉需求，提出一种基于自动获取彩色目标的目标跟踪算法。该算法在Ｌａｂ空间采用ｋ均值聚类算法 对彩色图像分类；在ＨＳＶ空间基于Ｈ分量采用直方图门限法识别彩色目标，最后采用ｃａｍｓｈｉｆｔ算法实现在图像序列中对目标轨迹 的跟踪。通过对人体手臂关节点运动轨迹跟踪的实验表明，该算法能自动准确地识别多个彩色目标，并自动生成手臂关节运动轨 迹，是机械臂模仿示教者动作的关键技术之一。 关键词　　彩色目标识别　目标跟踪　手臂关节　模仿 中图分类号　ＴＰ３９１．４１　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１５．０２．０３４ ＴＲＡＣＫＩＮＧＡＲＭＭＯＶＩＮＧＴＲＡＪＥＣＴＯＲＹＢＡＳＥＤＯＮＡＵＴＯＭＡＴＩＣＡＬＬＹ ＯＢＴＡＩＮＩＮＧＣＯＬＯＵＲＴＡＲＧＥＴＳ １ ２ ＹａｎＧｕｏｓｈｕａｉ　ＺｈａｎｇＰｅｎｇ １（ＳＩＮＯＰＥＣＮＧＰｉｐｅｌｉｎｅＰｒｏｊｅｃｔｆｒｏｍＳｉｃｈｕａｎｔｏｔｈｅＥａｓｔＳｕｂｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） ２（ＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｉｔｂｅｃｏｍｅｓａｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｏｂｏｔｉｃｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｔｈａｔｔｏａｐｐｌｙｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｉｎａｎａｌｙｓｉｎｇｔｅａｃｈｅｒ’ｓａｃｔｉｏｎｓａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｒｏｂｏｔｔｏｒｅｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅａｃｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｖｉｓｉｏｎｄｅｍａｎｄｓｏｆｒｏｂｏｔｓｉｎｉｍｉｔａｔｉｎｇｔｅａｃｈｅｒ’ｓａｃｔｉｏｎｓ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｔａｒｇｅｔｔｒａｃｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｏｂｔａｉｎｉｎｇｃｏｌｏｕｒｔａｒｇｅｔｓａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｕｓｅｓｋｍｅａｎｓｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏ ｃｌａｓｓｉｆｙｃｏｌｏｕｒｉｍａｇｅｓｉｎＬａｂｃｏｌｏｕｒｓｐａｃｅ；ｉｎＨＳＶｓｐａｃｅｉｔｒｅｃｏｇｎｉｓｅｓｃｏｌｏｕｒｔａｒｇｅｔｓｂａｓｅｄｏｎＨｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄｕｓｉｎｇｈｉｓｔｏｇｒａｍｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；ａｔｌａｓｔｉｔｕｓｅｓｃａｍｓｈｉｆｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｒａｃｋｉｎｇｔｈｅｔａｒｇｅｔｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｆｒｏｍｉｍａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆ ｔｒａｃｋｉｎｇｔｈｅｍｏｖｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｈｕｍａｎｂｏｄｙａｒｍｊｏｉｎｔｓ，ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙｒｅｃｏｇ