OpenCV實現(xiàn)機器人對物體進行移動跟隨的方法實例
1.物體識別
本案例實現(xiàn)對特殊顏色物體的識別,并實現(xiàn)根據物體位置的改變進行控制跟隨。
import cv2 as cv
# 定義結構元素
kernel = cv.getStructuringElement(cv.MORPH_RECT, (3, 3))
# print kernel
capture = cv.VideoCapture(0)
print capture.isOpened()
ok, frame = capture.read()
lower_b = (65, 43, 46)
upper_b = (110, 255, 255)
height, width = frame.shape[0:2]
screen_center = width / 2
offset = 50
while ok:
# 將圖像轉成HSV顏色空間
hsv_frame = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2HSV)
# 基于顏色的物體提取
mask = cv.inRange(hsv_frame, lower_b, upper_b)
mask2 = cv.morphologyEx(mask, cv.MORPH_OPEN, kernel)
mask3 = cv.morphologyEx(mask2, cv.MORPH_CLOSE, kernel)
# 找出面積最大的區(qū)域
_, contours, _ = cv.findContours(mask3, cv.RETR_EXTERNAL, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
maxArea = 0
maxIndex = 0
for i, c in enumerate(contours):
area = cv.contourArea(c)
if area > maxArea:
maxArea = area
maxIndex = i
# 繪制
cv.drawContours(frame, contours, maxIndex, (255, 255, 0), 2)
# 獲取外切矩形
x, y, w, h = cv.boundingRect(contours[maxIndex])
cv.rectangle(frame, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 2)
# 獲取中心像素點
center_x = int(x + w/2)
center_y = int(y + h/2)
cv.circle(frame, (center_x, center_y), 5, (0, 0, 255), -1)
# 簡單的打印反饋數據,之后補充運動控制
if center_x < screen_center - offset:
print "turn left"
elif screen_center - offset <= center_x <= screen_center + offset:
print "keep"
elif center_x > screen_center + offset:
print "turn right"
cv.imshow("mask4", mask3)
cv.imshow("frame", frame)
cv.waitKey(1)
ok, frame = capture.read()
實際效果圖

2.移動跟隨
結合ROS控制turtlebot3或其他機器人運動,turtlebot3機器人的教程見我另一個博文:ROS控制Turtlebot3
首先啟動turtlebot3,如下代碼可以放在機器人的樹莓派中,將相機插在USB口即可
代碼示例:
import rospy
import cv2 as cv
from geometry_msgs.msg import Twist
def shutdown():
twist = Twist()
twist.linear.x = 0
twist.angular.z = 0
cmd_vel_Publisher.publish(twist)
print "stop"
if __name__ == '__main__':
rospy.init_node("follow_node")
rospy.on_shutdown(shutdown)
rate = rospy.Rate(100)
cmd_vel_Publisher = rospy.Publisher("/cmd_vel", Twist, queue_size=1)
# 定義結構元素
kernel = cv.getStructuringElement(cv.MORPH_RECT, (3, 3))
# print kernel
capture = cv.VideoCapture(0)
print capture.isOpened()
ok, frame = capture.read()
lower_b = (65, 43, 46)
upper_b = (110, 255, 255)
height, width = frame.shape[0:2]
screen_center = width / 2
offset = 50
while not rospy.is_shutdown():
# 將圖像轉成HSV顏色空間
hsv_frame = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2HSV)
# 基于顏色的物體提取
mask = cv.inRange(hsv_frame, lower_b, upper_b)
mask2 = cv.morphologyEx(mask, cv.MORPH_OPEN, kernel)
mask3 = cv.morphologyEx(mask2, cv.MORPH_CLOSE, kernel)
# 找出面積最大的區(qū)域
_, contours, _ = cv.findContours(mask3, cv.RETR_EXTERNAL, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
maxArea = 0
maxIndex = 0
for i, c in enumerate(contours):
area = cv.contourArea(c)
if area > maxArea:
maxArea = area
maxIndex = i
# 繪制
cv.drawContours(frame, contours, maxIndex, (255, 255, 0), 2)
# 獲取外切矩形
x, y, w, h = cv.boundingRect(contours[maxIndex])
cv.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)
# 獲取中心像素點
center_x = int(x + w / 2)
center_y = int(y + h / 2)
cv.circle(frame, (center_x, center_y), 5, (0, 0, 255), -1)
# 簡單的打印反饋數據,之后補充運動控制
twist = Twist()
if center_x < screen_center - offset:
twist.linear.x = 0.1
twist.angular.z = 0.5
print "turn left"
elif screen_center - offset <= center_x <= screen_center + offset:
twist.linear.x = 0.3
twist.angular.z = 0
print "keep"
elif center_x > screen_center + offset:
twist.linear.x = 0.1
twist.angular.z = -0.5
print "turn right"
else:
twist.linear.x = 0
twist.angular.z = 0
print "stop"
# 將速度發(fā)出
cmd_vel_Publisher.publish(twist)
# cv.imshow("mask4", mask3)
# cv.imshow("frame", frame)
cv.waitKey(1)
rate.sleep()
ok, frame = capture.read()
總結
到此這篇關于OpenCV實現(xiàn)機器人對物體進行移動跟隨的文章就介紹到這了,更多相關OpenCV機器人對物體移動跟隨內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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