基于改进相关滤波算法的ROS自主跟随式机器人研究

【目的】随着机器人智能化程度的提高,其跟随功能应用日益广泛。医疗领域、养老领域都需要能够自主跟随、辅助的机器人设备协助人工完成相关工作。亟需设计一款响应时间短、跟随效率高的跟随式机器人。【方法】课题组设计了一款基于改进滤波算法的、搭载ROS系统的自主跟随式机器人,对机器人的硬件平台和软件系统进行了详细的设计与说明。在实际应用中,另引入核函数理论,构成核相关滤波算法,用以提高算法运行效率。针对机器人仍受光照变化和遮挡物影响,识别准确率低的问题,采用引入自适应核相关滤波(AKCF)的方法。【结果】通过在光线阴暗的公共场所进行跟随试验,发现该自主跟随式机器人可实时跟随移动目标运动,稳定性较高,响应速度快,准确性达到95%以上。【结论】ROS操作系统能够大大缩短开发时间,极大地提高了智能移动式机器人软件上的移植性和复用性,也提高了软件的兼容性;引入基于改进相关滤波的运动目标跟踪算法,能有效提高由于光照、复杂背景、遮挡等造成外观改变时目标跟踪的准确性。