基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置制造方法及图纸

本公开提供了一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，包括：热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热辐射标志包括绝缘层，所述绝缘层上设置有两个尺寸相同且平行设置的发热条；所有发热条均处于加热状态；两个发热条的间距不同的热辐射标志与目标一一对应；热红外图像采集模块，其用于采集热红外图像并传送至数据处理模块；数据处理模块，其与数据库相连，所述数据库内存储有发热条间距值与目标一一对应相关联的关系数据表；所述数据处理模块计算所有发热条中心点坐标的平均值，将此平均值作为相应目标的图像坐标，进而求得相应目标在热红外图像下的方向信息，进而识别出相应目标。

Multi-target Recognition Device for Tracking Robot Based on Thermal Infrared Image Processing

【技术实现步骤摘要】
基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置
本公开属于机器人目标识别领域，尤其涉及一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。目标跟随成为很多服务机器人需要具备的重要功能之一，例如商场超市服务机器人、军事辅助作战机器人等。目标识别是实现机器人跟随目标任务的关键技术，可从多个候选目标中筛选出最终目标。然而现今可实际运行的目标识别技术往往针对单一目标对象，即环境中没有其他目标的干扰，或者目标通过佩戴特殊标志主动实现其与复杂环境的区分。单一目标对象识别仅适用于单个的跟随机器人，当同一场景下跟随机器人个数增多时，其需要跟随的目标也会相应增加，然而专利技术人发现，现有方法不能解决多目标同时存在下的机器人自主识别问题。虽然，专利201710386007.5提出了一种基于监控视频多目标跟踪和人脸识别的隐私保护方法。其采用人脸检测和人脸识别技术，实现对多人员目标的识别。这种方式需要机器人能够实时检测到目标人的面部信息。但是，跟随行走机器人只能跟在目标人后面移动，不可能获得目标人的面部信息，因而依靠人脸识别的方式不适用于跟随机器人的目标人识别领域。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开提供了基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其通过采集目标佩戴的热辐射标志的热红外图像，通过对热红外图像处理实现对目标的识别，同时通过调节热辐射标志中发热条的相对位置或加热次序可实现不同热辐射标志之间的特征区分，从而满足机器人多目标检测任务的要求。一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，包括：热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热辐射标志包括绝缘层，所述绝缘层上设置有两个尺寸相同且平行设置的发热条；所有发热条均处于加热状态；两个发热条的间距不同的热辐射标志与目标一一对应；热红外图像采集模块，其用于采集热红外图像并传送至数据处理模块；数据处理模块，其与数据库相连，所述数据库内存储有发热条间距值与目标一一对应相关联的关系数据表；所述数据处理模块，用于：检测热红外图像中发热条的边缘曲线；将发热条边缘曲线上所有像素坐标值求平均值，得到发热条的中心坐标，进而得到发热条宽度及发热条间距值；调取数据库内的关联关系数据表，搜索并输出与当前发热条间距相匹配的目标；计算所有发热条中心点坐标的平均值，将此平均值作为相应目标的图像坐标，进而求得相应目标在热红外图像下的方向信息，进而识别出相应目标。另一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，包括：热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热辐射标志包括绝缘层，所述绝缘层上设置有至少三个发热条，所有发热条尺寸相同且等间隔平行设置；发热条的加热组合方式不同的热辐射标志与目标一一对应；热红外图像采集模块，其用于采集热红外图像并传送至数据处理模块；数据处理模块，其与数据库相连，所述数据库内存储有发热条的加热组合方式、所有相邻处于加热状态的发热条间距序列与目标一一对应相关联的关系数据表；所述数据处理模块，用于：检测热红外图像中处于加热状态的发热条的边缘曲线；将发热条边缘曲线上所有像素坐标值求平均值，得到相应发热条的中心坐标，进而得到相应发热条宽度及任意两个相邻的处于加热状态的发热条间距，进而得到所有相邻处于加热状态的发热条间距序列；调取数据库内的关联关系数据表，搜索并输出与发热条间距序列相匹配的目标；计算所有发热条中心点坐标的平均值，将此平均值作为相应目标的图像坐标，进而求得相应目标在热红外图像下的方向信息，进而识别出相应目标。本公开的有益效果是：(1)本公开通过采集目标佩戴的热辐射标志的热红外图像，通过对热红外图像处理实现对目标的识别，同时通过调节热辐射标志中发热条的相对位置或加热次序可实现不同热辐射标志之间的特征区分，从而满足机器人多目标检测任务的要求。(2)本公开的热辐射标志可由目标佩戴于衣物内侧，不需要人体表面佩戴，从而隐蔽性高，具有较好的环境友好性。(3)本公开的该装置避免了传统色彩图像识别方式易受室外光照变化影响的缺点，可适用于室内及室外环境，具有良好的环境适应性。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开实施例的一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置结构示意图。图2是本公开实施例的热辐射标志结构示意图。图3(a)是本公开实施例两个发热条之间为L1的热辐射标志结构示意图。图3(b)是本公开实施例两个发热条之间为L2的热辐射标志结构示意图。图4是本公开实施例的数据处理模块的数据处理过程示意图。图5(a)是本公开实施例的热辐射标志共包含5个发热条，发热条加热组合方式为二进制的10001组合。图5(b)是本公开实施例的热辐射标志共包含5个发热条，发热条加热组合方式为二进制的10101组合。图5(c)是本公开实施例的热辐射标志共包含5个发热条，发热条加热组合方式为二进制的11011组合。图5(d)是本公开实施例的热辐射标志共包含5个发热条，发热条加热组合方式为二进制的11111组合。图6是本公开实施例二的数据处理模块的数据处理过程示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。图1提供了本公开的实施例的一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置结构示意图。如图1所示，本实施例的一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，包括：热辐射标志、热红外图像采集模块和数据处理模块；热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热红外图像采集模块用于采集热辐射标志所产生的热红外图像，并传送至数据处理模块，经数据处理模块处理识别出目标。如图2所示，热辐射标志主要由若干个平行布置的发热条1组成。发热条选用炭纤维丝作为发热元件，其具有强度高、密度小、易弯折、柔软性好及耐腐蚀等特点。发热条通过绝缘胶水固定于绝缘层2(比如：绝缘衬布)上，从而有利于发热条整体物理结构的稳定，可满足作为热辐射标志时的反复佩戴要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，包括：热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热辐射标志包括绝缘层，所述绝缘层上设置有两个尺寸相同且平行设置的发热条；所有发热条均处于加热状态；两个发热条的间距不同的热辐射标志与目标一一对应；热红外图像采集模块，其用于采集热红外图像并传送至数据处理模块；数据处理模块，其与数据库相连，所述数据库内存储有发热条间距值与目标一一对应相关联的关系数据表；所述数据处理模块，用于：检测热红外图像中发热条的边缘曲线；将发热条边缘曲线上所有像素坐标值求平均值，得到发热条的中心坐标，进而得到发热条宽度及发热条间距值；调取数据库内的关联关系数据表，搜索并输出与当前发热条间距相匹配的目标；计算所有发热条中心点坐标的平均值，将此平均值作为相应目标的图像坐标，进而求得相应目标在热红外图像下的方向信息，进而识别出相应目标。

【技术特征摘要】
1.一种基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，包括：热辐射标志，其设置在待识别目标上；所述热辐射标志包括绝缘层，所述绝缘层上设置有两个尺寸相同且平行设置的发热条；所有发热条均处于加热状态；两个发热条的间距不同的热辐射标志与目标一一对应；热红外图像采集模块，其用于采集热红外图像并传送至数据处理模块；数据处理模块，其与数据库相连，所述数据库内存储有发热条间距值与目标一一对应相关联的关系数据表；所述数据处理模块，用于：检测热红外图像中发热条的边缘曲线；将发热条边缘曲线上所有像素坐标值求平均值，得到发热条的中心坐标，进而得到发热条宽度及发热条间距值；调取数据库内的关联关系数据表，搜索并输出与当前发热条间距相匹配的目标；计算所有发热条中心点坐标的平均值，将此平均值作为相应目标的图像坐标，进而求得相应目标在热红外图像下的方向信息，进而识别出相应目标。2.如权利要求1所述的基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，在每个发热条内且沿发热条长度方向均匀布置有碳纤维发热丝，碳纤维发热丝的两端分别与电极条相连，所述电极条通过导线与接线端子相连。3.如权利要求2所述的基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，接线端子通过集线束与微处理器相连。4.如权利要求3所述的基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，所述发热条上均设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测各个发热条上的温度并传送至微处理器。5.如权利要求3所述的基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，所述绝缘层上还设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测绝缘层的温度并传送至微处理器。6.如权利要求1所述的基于热红外图像处理的跟踪机器人多目标识别装置，其特征在于，在所述数据处理模块中，检测热红外图像中发热条的边缘曲线的过程为：对热红外图像中每个像素点的灰度值做二值化处理，得到第一单位色位图；对第一单位色位图进行去噪处理，得到第二单位色位图；采用多连通方式对第二单位色位图进行分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，赵永国，刘海英，王培，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37