Rossum--tpofinder 平面纹理物体识别

From:http://blog.youkuaiyun.com/sununs11/article/details/9180085

一开始是打算用Roboearth来做物体识别的，但是折腾了一段时间觉得自己做训练物体模型实在是很麻烦，识别的效果感觉也不太好。然后搜了其它的可以用于物体识别的库，包括ROS里的object_recognition，PartsBasedDetector还有OpenTLD等等，发现这些东西很多文档都不全，配置也很麻烦，我用不来。

然后我发现了tpofinder，这仍然是一个用二维图像来做物体识别的库，这句话说得很好，"in the robot challenge, we required software that is quickly installed, compiled, and integrated. "。tpofinder用起来非常简单，只需要一张物体的图片用作训练，不过由于依靠的是物体的平面纹理，对书本封面，咖啡盒之类的东西识别效果比较好，如果是没有什么纹理特征的东西就不行了。据那篇文章说，"it is a bag-of-features approach, where the test images and the models are described by local features that are somewhat robust towards scale, rotation and change in illumination. "，看了一下源代码，发现它主要用的应该是ORB特征，包含在OpenCV 2.3以后的版本中，这个特征是Willow Garage做的，比sift和surf还给力。

实际到了我来做物体识别的时候我们已经没有多少时间和精力了，要准备期末考和考研。原本我的想法是用cvblob把物体的运动轨迹做出来，然后根据运动轨迹来做很多有意思的事情，可惜时间有限，我们的项目也马上结题了。最后只是简单地调用了一下tpofinder识别出几个物体，然后算出轮廓矩计算中心位置，让舵机粗略对正物体，仅仅做到这一步。没有用上ROS OpenCV的cv_bridge接口的原因是图像无法处理，却又不报错，但是我用OpenCV最简单的画圈函数在图像上花个圈却没有问题，不明原因。折腾好久之后终于放弃，只能用OpenCV的接口采集图像处理显示。所以这一部分的代码基本对tpofinder没有什么改动，增加的仅仅是发送消息到rostopic来控制舵机。其实还想加上语音问询，然后用ROS OpenCV的接口让它可以在rviz里显示的，然后再用Qt做一个训练过程的图形界面，但是都没有时间了。

这是舵机控制的主要代码：

1. while (ros::ok()) {  
2.     nextImage();  
3.     if (iCount >= 15){  
4.         processImage(detector);  
5.         iCount = 0;  
6.     }  
7.   
8.     if(!foundFlag){  
9.         if (iServoCount == 40){  
10.             joint_msg.header.stamp = ros::Time::now();  
11.             joint_msg.name[0] = "pan";  
12.             joint_msg.name[1] = "tilz";  
13.             joint_msg.velocity[0] = 0.7;  
14.             joint_msg.velocity[1] = 0.7;  
15.             joint_msg.position[0] = 0.055;  
16.             joint_msg.position[1] = 0.7;  
17.             ServoArea = 0.055;  
18.             servo_pub.publish(joint_msg);  
19.         } else if (iServoCount == 80){  
20.             joint_msg.header.stamp = ros::Time::now();  
21.             joint_msg.name[0] = "pan";  
22.             joint_msg.name[1] = "tilz";  
23.             joint_msg.velocity[0] = 0.7;  
24.             joint_msg.velocity[1] = 0.7;  
25.             joint_msg.position[0] = -0.320;  
26.             joint_msg.position[1] = 0.7;  
27.             ServoArea = -0.320;  
28.             servo_pub.publish(joint_msg);  
29.         } else if (iServoCount == 120){  
30.             joint_msg.header.stamp = ros::Time::now();  
31.             joint_msg.name[0] = "pan";  
32.             joint_msg.name[1] = "tilz";  
33.             joint_msg.velocity[0] = 0.7;  
34.             joint_msg.velocity[1] = 0.7;  
35.             joint_msg.position[0] = -0.695;  
36.             joint_msg.position[1] = 0.7;  
37.             ServoArea = -0.695;  
38.             servo_pub.publish(joint_msg);  
39.             iServoCount = 0;  
40.         }   
41.     }   
42.   
43.     if(foundFlag) {  
44.         joint_msg.header.stamp = ros::Time::now();  
45.         joint_msg.name[0] = "pan";  
46.         joint_msg.name[1] = "tilz";  
47.         joint_msg.velocity[0] = 0.5;  
48.         joint_msg.velocity[1] = 0.5;  
49.         joint_msg.position[1] = 0.7;  
50.   
51.         if (centerPoint.x < 213){  
52.             joint_msg.position[0] = ServoArea+(-0.375)*0.25;  
53.         } else if (centerPoint.x >= 213 && centerPoint.x <= 426){  
54.             joint_msg.position[0] = ServoArea+(-0.375)*0.5;  
55.         } else if (centerPoint.x > 426)  
56.             joint_msg.position[0] = ServoArea+(-0.375)*0.75;  
57.   
58.         if ( iServoCount >= 0 ){  
59.             servo_pub.publish(joint_msg);   
60.             iServoCount = 0;  
61.         }  
62.     }