復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及多人臉動態(tài)跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及多人臉動態(tài)跟蹤方法。所述機(jī)器人系統(tǒng)由智能巡檢機(jī)器人、電磁導(dǎo)航線路和監(jiān)控中心組成。所述方法如下：平板接收天線與無線影音傳送接收器相連，通過安裝在監(jiān)控主機(jī)PCI插槽內(nèi)的圖像采集卡，將視頻信號送入監(jiān)控主機(jī)。多人臉動態(tài)跟蹤方法主要通過聯(lián)合AdaBoost算法、Camshift算法和卡爾曼濾波來實現(xiàn)多人臉的自動跟蹤，即首先基于AdaBoost算法進(jìn)行視頻圖像中人臉區(qū)域的檢測，實現(xiàn)搜索窗口的初始化；然后基于Camshift算法進(jìn)行多人臉的跟蹤，并結(jié)合卡爾曼濾波對人臉運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。本發(fā)明提高跟蹤穩(wěn)定性和精確性，尤其克服多人臉重疊時的目標(biāo)丟失問題。
【專利說明】復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及多人臉動態(tài)跟蹤方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存在各種易燃易爆物、有毒有害氣體和輻射等復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下的機(jī)器人巡檢系統(tǒng)設(shè)計，尤其涉及到系統(tǒng)的多人臉動態(tài)跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在一些存在各種易燃易爆物、有毒有害氣體和輻射的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中，如化工企業(yè)、大型油庫、液化氣站及核設(shè)施場所，設(shè)備狀態(tài)及環(huán)境信息直接關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)備的可靠性和人民生命財產(chǎn)的安全，而此類復(fù)雜工業(yè)環(huán)境又不允許人類長時間值守和巡視，因此利用智能巡檢機(jī)器人來替代人工巡檢顯得尤為必要，這一方面可以大幅度降低人工勞動強(qiáng)度，另一方面也保障了巡檢人員的生命安全。
[0003]因此，近年來巡檢機(jī)器人引起了國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的重視，尤其是針對變電站安防工作的巡檢機(jī)器人得到了快速發(fā)展。中國專利號為200410024231.2的專利文獻(xiàn)公開了一種“電站設(shè)備智能自主巡檢機(jī)器人”。該巡檢機(jī)器人包括由全球定位系統(tǒng)和激光測距傳感器組成的導(dǎo)航信息傳遞單元，以及由溫度檢測器和圖像系統(tǒng)采集器等組成的檢測單元。基于全球定位系統(tǒng)和激光測距傳感器的聯(lián)合導(dǎo)航方式，雖然實現(xiàn)了巡檢機(jī)器人的自主導(dǎo)航，但由于全球定位系統(tǒng)的定位誤差較大，使得機(jī)器人在實際中往往無法正確而安全地導(dǎo)航，這反而會降低導(dǎo)航效率。該巡檢機(jī)器人雖然配有圖像采集系統(tǒng)，但只是記錄巡檢過程中的情況，而監(jiān)控室工作人員不能實時看到巡檢現(xiàn)場，不能對可能發(fā)生的突發(fā)事件進(jìn)行及時處理。中國專利號為200910016781.2的專利文獻(xiàn)公開了一種“變電站智能巡檢機(jī)器人”。該專利只是重點介紹了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成，對于機(jī)器人重要的導(dǎo)航方式未提。雖然該機(jī)器人配有微型攝像頭，但對攝像頭的作用，即用于機(jī)器人導(dǎo)航還是進(jìn)行現(xiàn)場巡視，若用于現(xiàn)場巡視，是進(jìn)行現(xiàn)場記錄還是將視頻信號實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，該專利都未曾提到，而這對于巡檢機(jī)器人的功能而言卻非常重要。中國專利號為201110005671.3的專利文獻(xiàn)公開了一種“變電站巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計”。該機(jī)器人采用履帶式運(yùn)動機(jī)構(gòu)，導(dǎo)航方式主要基于GPS(全球定位系統(tǒng))和電子羅盤來實現(xiàn)，同時利用車體腹部的紅外循跡傳感器來修正小車行走路徑，但紅外傳感器很容易受不同時刻的光線干擾，再加上GPS較大的定位誤差，使得巡檢機(jī)器人的導(dǎo)航難度增大，導(dǎo)航效率降低。此外該機(jī)器人也裝有圖像采集裝置，并通過無線路由器將數(shù)據(jù)發(fā)回遠(yuǎn)程控制中心，但作為全天候的長時間監(jiān)控，若僅依靠工作人員緊盯視頻來防止現(xiàn)場外來人員的闖入是不切實際的，這會因為工作強(qiáng)度大而造成監(jiān)控疲憊，從而降低現(xiàn)場監(jiān)控效果。中國專利號為201110091997.2的專利文獻(xiàn)公開了“一種變電站軌道式智能巡檢機(jī)器人”。該機(jī)器人基于路面鋪設(shè)的軌道實現(xiàn)了精確行走和定位控制，巡檢效率非常高，但是當(dāng)巡檢路線更改時，要想重新鋪設(shè)軌道就比較麻煩；另外鋪于路面之上的軌道會給該區(qū)域其它車輛、人員等的運(yùn)行造成不便。
[0004]總之目前現(xiàn)有巡檢機(jī)器人主要針對變電站，而應(yīng)用于存在各種易燃易爆物、有毒有害氣體和輻射等工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人還很少。此外，為了能實時監(jiān)控巡檢現(xiàn)場，工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)還需能將現(xiàn)場視頻實時傳送到監(jiān)控中心。而為了能及時處理現(xiàn)場外來人員的闖入，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能對視頻中闖入人員的臉部進(jìn)行識別和動態(tài)跟蹤，并及時報
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目O
[0005]視頻動態(tài)跟蹤是圖像處理中的一個重要技術(shù)，中國專利號為201010129492.6的專利文獻(xiàn)公開了一種“用于視頻序列的多角度多目標(biāo)快速人臉跟蹤方法”，該方法主要是基于Camshift算法來實現(xiàn)人臉跟蹤，當(dāng)多人臉時基于卡爾曼濾波來預(yù)測。但Camshift算法需要手工初始化跟蹤目標(biāo)，而在工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場巡視過程中，外來人員闖入是偶發(fā)性事件，因此該技術(shù)無法運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。中國專利號為201210487250.3的專利文獻(xiàn)公開了 “一種運(yùn)動目標(biāo)跟蹤方法”，在該專利中提到了利用AdaBoost算法進(jìn)行搜索窗口的初始化，然后再基于Camshift算法進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。但當(dāng)視頻中出現(xiàn)多目標(biāo)且發(fā)生重疊時，該方法會造成個別跟蹤目標(biāo)丟失，如何解決該問題，該專利未提到。
[0006]從目前已有的目標(biāo)動態(tài)跟蹤專利文獻(xiàn)來看，Camshift算法是主要的跟蹤方法之一，但是該方法容易受噪聲干擾，如何進(jìn)一步改進(jìn)Camshift算法來提高跟蹤效果,現(xiàn)有專利還很少提到。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于為了解決存在各種易燃易爆物、有毒有害氣體和輻射的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的安防工作，設(shè)計了一種巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。為了對巡檢現(xiàn)場外來闖入人員的有效監(jiān)控，降低監(jiān)控中心里監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度，并幫助監(jiān)控人員及時處理現(xiàn)場突發(fā)事件，本發(fā)明進(jìn)而提供了視頻監(jiān)控中的多人臉動態(tài)跟蹤方法。本發(fā)明的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，由智能巡檢機(jī)器人、電磁導(dǎo)航線路和監(jiān)控中心組成；其中智能巡檢機(jī)器人包括微處理器、左輪直流電機(jī)驅(qū)動器、左輪直流電機(jī)、左輪、右輪直流電機(jī)驅(qū)動器、右輪直流電機(jī)、右輪、云臺、高清彩色紅外攝像機(jī)、無線影音傳送發(fā)射器、平板發(fā)送天線、紅外近距離檢測傳感器、電子羅盤傳感器、電磁檢測模塊和第一通信模塊，紅外近距離檢測傳感器、電子羅盤傳感器和電磁檢測模塊的輸出端分別接微處理器的輸入端，電磁檢測模塊用于與電磁導(dǎo)航線路電磁感應(yīng)，微處理器依次通過左輪直流電機(jī)驅(qū)動器、左輪直流電機(jī)驅(qū)動左輪運(yùn)動，微處理器依次通過右輪直流電機(jī)驅(qū)動器、右輪直流電機(jī)驅(qū)動右輪運(yùn)動，微處理器通過第一通信模塊與監(jiān)控中心相互通信，裝有高清彩色紅外攝像機(jī)的云臺通過RS485線與微處理器通信；高清彩色紅外攝像機(jī)通過視頻線與無線影音傳送發(fā)射器相連后再通過標(biāo)準(zhǔn)SMA天線接口與平板發(fā)送天線相連。
[0008]所述智能巡檢機(jī)器人還包括渦輪蝸桿減速器和減速電機(jī)驅(qū)動器，平板發(fā)送天線固定在渦輪蝸桿減速器上并通過減速電機(jī)驅(qū)動器與微處理器相連。
[0009]所述的電磁檢測模塊由依次連接的LC選頻回路、TL082兩級放大電路和二極管整流電路組成。
[0010]所述電磁導(dǎo)航線路由20KHz方波電源和埋于路面之下的漆包線組成。
[0011]所述的2 OKHz方波電源電路由依次連接的基于5 5 5時基電路的振蕩電路、基于L298的功率驅(qū)動電路和基于NPN晶體管恒流控制電路組成。
[0012]所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)、圖像采集卡、無線影音傳送接收器、平板接收天線、第二通信模塊和Zigbee轉(zhuǎn)USB模塊，平板接收天線與平板發(fā)送天線無線連接并依次通過圖像采集卡、無線影音傳送接收器將視頻信號送入監(jiān)控主機(jī)，第二通信模塊與第一通信模塊無線連接并通過Zigbee轉(zhuǎn)USB模塊與監(jiān)控主機(jī)連接。
[0013]復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的多人臉動態(tài)跟蹤方法，采用如下步驟:
[0014](I)利用高清彩色紅外攝像機(jī)獲取現(xiàn)場視頻圖像；
[0015](2)采用基于AdaBoost算法對步驟(I)獲取的現(xiàn)場視頻圖像中人臉區(qū)域檢測，實現(xiàn)搜索窗口的自動初始化；
[0016](3)根據(jù)步驟(2)所檢測的人臉區(qū)域數(shù)，分配多路跟蹤器，并基于Camshift算法30來進(jìn)行各自目標(biāo)的跟蹤；
[0017](4)將步驟(I)獲取的現(xiàn)場視頻圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)到HSV顏色空間，通過較小和較大V閾值，以及較小Smin閾值進(jìn)行去噪；
[0018](5)各跟蹤器統(tǒng)計各搜索窗口中人臉膚色圖像H分量的直方圖，通過各直方圖反向投影生成各膚色概率分布圖；
[0019](6)各跟蹤器計算各自搜索窗口的零階矩、一階矩和二階矩，進(jìn)而獲得各自目標(biāo)窗口的質(zhì)心和方向角；
[0020](7)各跟蹤器將各自搜索窗口中心移到質(zhì)心，直到移動距離小于預(yù)設(shè)值，并根據(jù)零階矩調(diào)整各自窗口大?。?br>
[0021](8)基于卡爾曼濾波，各跟蹤器進(jìn)行各人臉的預(yù)測。
[0022]所述的基于Smin閾值的去噪采用了自適應(yīng)調(diào)整方法，步驟如下:
[0023](a)基于AdaBoost算法初始化一個跟蹤窗口，大小為S。，設(shè)定初始Smin閾值:Smin。，計算搜索窗口的零階矩，得到 目標(biāo)窗口的大小為S1 ；
,r.1
[0024](b) k =，更新 Smin,得到新 Sminl 閾值，即 Sminl = Smin0Xko
[0025]有益效果
[0026]本發(fā)明針對存在各種易燃易爆物、有毒有害氣體和輻射的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境，如化工企業(yè)、大型油庫、液化氣站以及核設(shè)施場所，設(shè)計了一種巡檢機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)而提供了一種多人臉動態(tài)跟蹤方法。所設(shè)計的智能巡檢機(jī)器人主要通過電磁導(dǎo)航系統(tǒng)來實現(xiàn)自主導(dǎo)航，且導(dǎo)航精確而快速。此外，電磁導(dǎo)航線路鋪設(shè)在路面之下，不會受光線、氣溫影響而進(jìn)行全天候的四季巡檢。當(dāng)巡檢道路發(fā)生改變時，電磁線路重新鋪設(shè)非常方便。高清攝像頭通過無線影音傳送發(fā)射和接收器將現(xiàn)場視頻傳送到監(jiān)控中心，便于監(jiān)控人員對現(xiàn)場實時監(jiān)控。而多人臉動態(tài)跟蹤方法可以對現(xiàn)場外來闖入人員進(jìn)行識別、自動跟蹤，并進(jìn)行報警，降低了監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的監(jiān)控效率和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1智能巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成；
[0028]圖2電磁檢測模塊設(shè)計電路；
[0029]圖320KHz方波電源設(shè)計電路；
[0030]圖4監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)組成；
[0031]圖5多人臉動態(tài)跟蹤算法流程；
[0032]圖中1.微處理器，2.左輪直流電機(jī)驅(qū)動器，3.左輪直流電機(jī)，4.左輪，5.右輪直流電機(jī)驅(qū)動器，6.右輪直流電機(jī)，7.右輪，8.云臺，9.高清彩色紅外攝像機(jī)，10.無線影音傳送發(fā)射器，11.平板發(fā)送天線，12.渦輪蝸桿減速器，13.減速電機(jī)驅(qū)動器，14.紅外近距離檢測傳感器，15.電子羅盤傳感器，16.電磁檢測模塊，17.基于CC2530芯片的DRF1605H模塊
(I)，18.LC選頻回路，19.TL082兩級放大電路，20.二極管整流電路，21.基于555時基電路的振蕩電路，22.基于L298的功率驅(qū)動電路，23.基于NPN晶體管恒流控制電路，24.監(jiān)控主機(jī)，25.圖像采集卡，26.無線影音傳送接收器，27.平板接收天線，28.基于CC2530芯片的DRF1605H 模塊(2)，29.Zigbee 轉(zhuǎn) USB 模塊，30.Camshift 算法。
[0033]Rl - R7:電阻，Cl - C5:電容，Dl - D2:肖特基二極管，Tl =NPN晶體管，Ql:三極管?！揪唧w實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及多人臉動態(tài)跟蹤方法進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0035]復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)由智能巡檢機(jī)器人、電磁導(dǎo)航線路和監(jiān)控中心組成。
[0036]如圖1所示，智能巡檢機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成如下:以微處理器I為核心，紅外近距離檢測傳感器14用來檢測近距離障礙物，與微處理器I相連；電子羅盤傳感器15用來檢測巡檢機(jī)器人的運(yùn)動方向，與微處理器I相連。裝有高清彩色紅外攝像機(jī)9的云臺8通過RS485線與微處理器I通信。高清彩色紅外攝像機(jī)9通過視頻線與無線影音傳送發(fā)射器10相連，再通過標(biāo)準(zhǔn)SMA天線接口與平板發(fā)送天線11相連。為了提高無線視頻傳輸?shù)男Ч?，實現(xiàn)視頻信號的定向傳輸，平板發(fā)送天線11固定在渦輪蝸桿減速器12上，并通過減速電機(jī)驅(qū)動器13與微處理器I相連。巡檢機(jī)器人在巡檢過程中，通過電子羅盤傳感器15來獲得機(jī)器人的角度信息，從而通過微處理器I和減速電機(jī)驅(qū)動器13來驅(qū)動渦輪蝸桿減速器12，進(jìn)而轉(zhuǎn)動平板發(fā)送天線11，并使其能始終朝向監(jiān)控中心的接收器，實現(xiàn)無線視頻的定向傳輸。電磁檢測模塊16主要是在機(jī)器人電磁導(dǎo)航過程中用以探測電磁信號，與微處理器I相連。基于CC2530芯片的DRF1605H模塊(1)17 (即第一通信模塊)是用以實現(xiàn)巡檢機(jī)器人與監(jiān)控中心無線通信，主要幫助機(jī)器人無線接收監(jiān)控中心的控制命令，并無線反饋機(jī)器人的狀態(tài)信息到監(jiān)控中心，主要通過RS232串口與微處理器I相連。
[0037]如圖2所示，巡檢機(jī)器人電磁導(dǎo)航中的電磁檢測模塊16的電路主要由LC選頻回路18、TL082兩級放大電路19和二極管整流電路20組成。
[0038]巡檢機(jī)器人的電磁導(dǎo)航線路主要是由20KHz方波電源和埋于路面之下的漆包線組成。
[0039]如圖3所不,20KHz方波電源設(shè)計電路由基于555時基電路的振湯電路21,基于L298的功率驅(qū)動電路22，和基于NPN晶體管恒流控制電路23組成。
[0040]如圖4所示，監(jiān)控中心以監(jiān)控主機(jī)24為核心，用于與巡檢機(jī)器人進(jìn)行無線通信的基于CC2530芯片的DRF1605H模塊(2)28 (即第二通信模塊)，通過Zigbee轉(zhuǎn)USB模塊29與監(jiān)控主機(jī)24相連。用于接收無線視頻的平板接收天線27，通過無線影音傳送接收器26、安裝在監(jiān)控主機(jī)24PCI插槽內(nèi)的圖像采集卡25，將視頻信號送入監(jiān)控主機(jī)24。
[0041]本發(fā)明的多人臉動態(tài)跟蹤方法的方案是:聯(lián)合AdaBoost算法、Camshift算法和卡爾曼濾波來實現(xiàn)多人臉的自動跟蹤，即首先基于AdaBoost算法進(jìn)行視頻圖像中人臉區(qū)域的檢測，實現(xiàn)搜索窗口的初始化；然后基于Camshift算法進(jìn)行多人臉的跟蹤，并結(jié)合卡爾曼濾波對人臉運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，提高跟蹤穩(wěn)定性和精確性，尤其克服多人臉重疊時目標(biāo)丟失的問題。
[0042]如圖5所示，多人臉動態(tài)跟蹤方法采用如下步驟:
[0043](I)利用高清彩色紅外攝像機(jī)9獲取現(xiàn)場視頻圖像；
[0044](2)基于AdaBoost算法進(jìn)行視頻圖像中人臉區(qū)域檢測，實現(xiàn)搜索窗口的自動初始化；
[0045](3)根據(jù)所檢測的人臉區(qū)域數(shù)，分配多路跟蹤器，并基于下述Camshift算法30來進(jìn)行各自目標(biāo)的跟蹤；
[0046](4)將視頻圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)到HSV顏色空間，通過較小和較大V閾值，以及較小Sniin閾值進(jìn)行去噪；
[0047](5)各跟蹤器統(tǒng)計各搜索窗口中人臉膚色圖像H分量的直方圖，通過各直方圖反向投影生成各膚色概率分布圖；
[0048](6)各跟蹤器計算各自搜索窗口的零階矩、一階矩和二階矩，進(jìn)而獲得各自目標(biāo)窗口的質(zhì)心和方向角；
[0049](7)各跟蹤器將各自搜索窗口中心移到質(zhì)心，直到移動距離小于預(yù)設(shè)值，并根據(jù)零階矩調(diào)整各自窗口大??；
[0050](8)基于卡爾曼濾波，各跟蹤器進(jìn)行各人臉的預(yù)測，解決多目標(biāo)重疊丟失問題。
[0051]其中所述基于AdaBoost算法進(jìn)行視頻圖像中人臉區(qū)域檢測采用如下步驟:
[0052](I)用Haar - like特征來表示人臉,通過積分圖快速計算特征值；
[0053](2)用AdaBoost算法將若干個弱分類器按照加權(quán)方式構(gòu)造成一個強(qiáng)分類器；
[0054](3)將得到的強(qiáng)分類器串聯(lián)起來構(gòu)成一個級聯(lián)式人臉分類器。
[0055]更進(jìn)一步地，所述用AdaBoost算法構(gòu)造強(qiáng)分類器的步驟如下:
[0056](I)設(shè)輸入的η個訓(xùn)練樣本分別為:{(Xl，yi)，(x2,y2),……，(xn，yn)}，其中Xi是輸入的訓(xùn)練樣本，Ii e {0,1}分別代表訓(xùn)練的人臉樣本和非人臉樣本，其中O代表非人臉樣本,I代表人臉樣本；
[0057](2)初始化每個訓(xùn)練樣本的權(quán)重為Ot:
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:由智能巡檢機(jī)器人、電磁導(dǎo)航線路和監(jiān)控中心組成；其中智能巡檢機(jī)器人包括微處理器(I)、左輪直流電機(jī)驅(qū)動器(2)、左輪直流電機(jī)(3)、左輪(4)、右輪直流電機(jī)驅(qū)動器(5)、右輪直流電機(jī)(6)、右輪(7)、云臺(8)、高清彩色紅外攝像機(jī)(9)、無線影音傳送發(fā)射器(10)、平板發(fā)送天線(11)、紅外近距離檢測傳感器(14)、電子羅盤傳感器(15)、電磁檢測模塊(16)和第一通信模塊(17)，紅外近距離檢測傳感器(14)、電子羅盤傳感器(15)和電磁檢測模塊(16)的輸出端分別接微處理器(I)的輸入端，電磁檢測模塊(16 )用于與電磁導(dǎo)航線路電磁感應(yīng)，微處理器(I)依次通過左輪直流電機(jī)驅(qū)動器(2 )、左輪直流電機(jī)(3 )驅(qū)動左輪(4 )運(yùn)動，微處理器(I)依次通過右輪直流電機(jī)驅(qū)動器(5 )、右輪直流電機(jī)(6 )驅(qū)動右輪(7 )運(yùn)動，微處理器(I)通過第一通信模塊(17)與監(jiān)控中心相互通信，裝有高清彩色紅外攝像機(jī)(9)的云臺(8)通過RS485線與微處理器(I)通信；高清彩色紅外攝像機(jī)(9)通過視頻線與無線影音傳送發(fā)射器(10)相連后再通過標(biāo)準(zhǔn)SMA天線接口與平板發(fā)送天線(11)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述智能巡檢機(jī)器人還包括渦輪蝸桿減速器(12 )和減速電機(jī)驅(qū)動器(13 )，平板發(fā)送天線(11)固定在渦輪蝸桿減速器(12)上并通過減速電機(jī)驅(qū)動器(13)與微處理器(I)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述的電磁檢測模塊(16)由依次連接的LC選頻回路(18)、TL082兩級放大電路(19)和二極管整流電路(20)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述電磁導(dǎo)航線路由20KHz方波電源和埋于路面之下的漆包線組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述的20KHz方波電源電路由 依次連接的基于555時基電路的振蕩電路(21)、基于L298的功率驅(qū)動電路(22 )和基于NPN晶體管恒流控制電路(23 )組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)(24)、圖像采集卡(25)、無線影音傳送接收器(26)、平板接收天線(27)、第二通信模塊(28 )和Zigbee轉(zhuǎn)USB模塊(29 )，平板接收天線(27 )與平板發(fā)送天線(11)無線連接并依次通過圖像采集卡(25)、無線影音傳送接收器(26)將視頻信號送入監(jiān)控主機(jī)(24)，第二通信模塊(28)與第一通信模塊(17)無線連接并通過Zigbee轉(zhuǎn)USB模塊(29)與監(jiān)控主機(jī)(24)連接。
7.—種如權(quán)利I所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的多人臉動態(tài)跟蹤方法，其特征在于采用如下步驟: (1)利用高清彩色紅外攝像機(jī)(9)獲取現(xiàn)場視頻圖像； (2)采用基于AdaBoost算法對步驟(I)獲取的現(xiàn)場視頻圖像中人臉區(qū)域檢測，實現(xiàn)搜索窗口的自動初始化； (3)根據(jù)步驟(2)所檢測的人臉區(qū)域數(shù)，分配多路跟蹤器，并基于Camshift算法30來進(jìn)行各自目標(biāo)的跟蹤； (4)將步驟(I)獲取的現(xiàn)場視頻圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)到HSV顏色空間，通過較小和較大V閾值，以及較小Smin閾值進(jìn)行去噪； (5)各跟蹤器統(tǒng)計各搜索窗口中人臉膚色圖像H分量的直方圖，通過各直方圖反向投影生成各膚色概率分布圖； (6)各跟蹤器計算各自搜索窗口的零階矩、一階矩和二階矩，進(jìn)而獲得各自目標(biāo)窗口的質(zhì)心和方向角； (7)各跟蹤器將各自搜索窗口中心移到質(zhì)心，直到移動距離小于預(yù)設(shè)值，并根據(jù)零階矩調(diào)整各自窗口大??； (8)基于卡爾曼濾波，各跟蹤器進(jìn)行各人臉的預(yù)測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的多人臉動態(tài)跟蹤方法，其特征在于所述的基于Smin閾值的去噪采用了自適應(yīng)調(diào)整方法，步驟如下: (a)基于AdaBoost算法初始化一個跟蹤窗口，大小為Stl,設(shè)定初始Smin閾值:Smin(l，計算搜索窗口的零階矩，得到目標(biāo)窗口的大小為S1 ；
(b)A = f，更新 Smin，得到新 Sm inl 閾值，gp Sfflin0=Sfflin0Xko
【文檔編號】G05D1/02GK103455822SQ201310360920
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】袁明新, 江亞峰, 申燚, 張鵬, 趙榮, 丁前闖, 孫健 申請人:江蘇科技大學(xué)