[发明专利]基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法

权利要求书

1.基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，采用上层人体跟踪功能和下层车体控制从结构上分开完成的方式进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，采用粒子滤波跟踪算法作为小型扫路车的上层跟踪算法，采用嵌入式系统作为算法的计算载体，粒子滤波的跟踪算法应用到搭建的平台上。

3.根据权利要求1所述的一种基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，所述上层人体跟踪功能：采用摄像头进行摄像，完成对小车操纵人员着装标识进行检测和跟踪，采用以下方式进行计算：粒子滤波算法对第 K 帧图像中的运动的操纵人员进行跟踪，得到跟踪矩形框，矩形框在图像中的位置和大小是控制小型扫路车对操纵人员进行跟随的依据。

4.根据权利要求1所述的一种基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，所述下层车体控制功能：完成对小型扫路车驱动行走电机和转向电机的控制功能。

5.根据权利要求4所述的基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，所述下层车体控制功能的控制具体方式为：行走电机的控制器ECU1和整车控制器VCU通过CAN总线实现通讯，整车控制器VCU为主控制器，电机控制器ECU1为次级控制器；

转向电机的控制器ECU2和整车控制器VCU，通过CAN总线实现通讯，所述转向电机用于驱动左侧转向轮和右侧转向轮，两个车轮转轴处安装有用于检测轮胎转角的转角位置传感器，为转向电机提供车轮转动角度。

6.根据权利要求5所述的一种基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，上位机每处理一帧图像向小型扫路车控制电路发送一个包括转向和前进后退的命令。

7.根据权利要求1所述的基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，上层人体跟踪功能按照以下步骤进行控制：

1）首先确定是否进行跟随，如确认跟随则打开摄像机进行摄像；

2）定义粒子跟踪变量pf_tracker，该类变量构造函数分配一块_particle结构体数组用来保存粒子集，数组大小（即粒子数）为100，同时分配内存保存待跟踪目标模型；

3）读取摄像头信息，并确定是否进行目标框选操作，进入while循环体，每循环一次读入一帧720P图像数据，接着等待框选操作，框选操纵人员目标后，初始化随即完成；

4）初始化分为待跟踪目标模型初始化和粒子初始化，框选的操纵人员着装标识的矩形框赋值待跟踪目标模型即完成模型初始化，粒子初始化用高斯分布随机数初始化每个粒子成员变量，并对每个粒子状态变形进行传播预测以及对粒子权值进行更新处理，根据上述处理对跟踪目标模型进行更新调整并估计跟踪目标的实时位置；

5）工作结束后，判定跟踪任务结束。

8.根据权利要求7所述的基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，所述4）步骤：所述粒子包括矩形中心像素坐标、矩形方框大小、矩形方框移动速度、矩形方框尺度变换速度。

9.根据权利要求7所述的基于操纵人员着装标识的小型扫路车的跟随工作的控制方法，其特征在于，需要图像运动目标概率跟踪模型，图像运动目标跟踪方法根据概率推理对图像运动目标状态进行连续地估计；给出观侧值Yk（带噪声，Yk为向量值），用概率推理的方式连续地估计状态Xk的最优值，状态Xk为待跟踪目标的位置、大小、运动速度等参数；观侧值Yk和状态Xk可用状态空间模型为：

式中 f 是非线性状态转移函数，h 是非线性观测函数，u_k、v_k和n_k 分别表示过程噪声、观测噪声和系统输入，该模型为一个离散非线性动态系统；

在离散状态空间模型中，图像运动目标跟踪即估计k时刻状态值Xk，根据初始时刻到 k时刻的观测值Y_1k，由后验概率密度函数P（X_kl Y_ik）便可得到状态值Xk的均值估计；即

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