计算机工程与设计2024,Vol.45Issue(3) :896-903.DOI:10.16208/j.issn1000-7024.2024.03.035

基于深度测距的移动机器人自适应跟随

Adaptive human tracking for mobile robots based on depth ranging

杨彪 王狄 沈绍博 杨长春 刘小峰
计算机工程与设计2024,Vol.45Issue(3) :896-903.DOI:10.16208/j.issn1000-7024.2024.03.035

基于深度测距的移动机器人自适应跟随

Adaptive human tracking for mobile robots based on depth ranging

杨彪 1王狄 2沈绍博 2杨长春 2刘小峰3
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作者信息

  • 1. 常州大学微电子与控制工程学院,江苏常州 213164;河海大学物联网工程学院,江苏常州 213022
  • 2. 常州大学微电子与控制工程学院,江苏常州 213164
  • 3. 河海大学物联网工程学院,江苏常州 213022
  • 折叠

摘要

为提高移动机器人的跟随精度,对深度相机(RGB-D相机)测距进行研究,提出一种基于MRSD(Mask R-CNN and S2R-DepthNet)的移动机器人跟随系统.引入实例分割算法(Mask R-CNN)获取行人的前景掩膜;以掩膜为指导从深度图像中获取准确的行人区域深度像素,引入深度估计算法(S2R-DepthNet)从彩色图像中推理深度图像以替换深度传感器引起的无效深度像素,提高测距的精度;建立基于Sage-Husa自适应滤波(SHAKF)的测距模型,提高量测信息异常情况下的测距鲁棒性,实现稳定跟随.实验结果表明,该方法能以设定距离准确跟随前方行人.

Abstract

To improve the following accuracy of mobile robots,the depth camera(RGB-D)ranging was investigated and a mobile robot following system based on MRSD(Mask R-CNN and S2R-DepthNet)was proposed.The Mask R-CNN was introduced to extract pedestrians'foreground masks.The masks were used as guides to extract pedestrians'depth information from the corre-sponding depth images.The S2R-DepthNet was introduced to reason depth information from RGB images to replace the invalid depth pixels caused by the depth sensor,thus improving the ranging accuracy robustness.A ranging model based on Sage-Husa adaptive filter(SHAKF)was established to improve the ranging robustness in the case of abnormal measurement information,so as to achieve stable following.Experimental results show that the method can accurately follow the pedestrians in front with the set distance.

关键词

环境理解/机器人跟随/行人检测/视觉测距/深度融合/深度估计/自适应滤波

Key words

environment understanding/robot following/pedestrian detection/visual ranging/deep integration/depth estima-tion/adaptive filter

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基金项目

国家级博士后基金(第七十批)(2021M701042)

江苏省博士后科研资助计划(2021K187B)

江苏省科技厅面上项目(BK20221380)

江苏省研究生科研创新基金(KYCX22_3048)

常州市科技计划(CJ20210052)

常州市科技计划(CJ20220100)

出版年

2024
计算机工程与设计
中国航天科工集团二院706所

计算机工程与设计

CSTPCD北大核心
影响因子:0.617
ISSN:1000-7024
参考文献量24
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