贾余晋，蔡红专，戴浩，邢世波

（西京学院理学院，陕西西安，710000）

0 引言

ROS（Robot Operating System） 是 Willow Garage公司开发的一个适用于机器人的开源的元操作系统。ROS是一种目前广泛使用的机器人操作与控制系统软件框架，该框架使用了当前最流行的面向服务（SOA）的软件技术，通过网络协议将节点间数据通信解耦，这样就能轻松地集成不同语言功能的代码。同时，简单快捷的消息传递方式也能使系统进行有效的分布式控制。

本文以ROS作为开发环境，通过OpenCV库对采集的图像集进行处理，并使用Python语言进行编程，设计了一个运动物体跟踪系统，具有能够实时定位移动物体的功能。该系统具有良好的稳定性和抗干扰性，能够快速准确的识别到选定物体并能够实时判定选定物体的位置。

1 图像采集和图像处理

■1.1 图像采集

本文图像采集使用的是外接USB摄像头，利用usb_cam功能包将摄像头采集的图像转换为ROS图像，通过话题进行发布，使其他各个节点能够接收到图像信息。当节点接收到图像数据后，可以使用OpenCV的接口功能包Cv_Bridge。Cv_Bridge不仅可以实现图像在OpenCV格式与ROS格式之间的转换，还可以通过调用OpenCV库对图像进行各种处理。最后将处理后的数据发布话题，使其他节点接收到处理后的图像数据。

图1 Cv_Bridge和usb_cam功能包的作用

（1）安装usb_cam功能包：

$sudo apt-get install ros-kinetic-usb-cam

（2）启动摄像头：

$roslaunch usb_cam usb_cam-test.launch

图2 usb_cam运行计算图

图3 usb_cam运行效果图

■1.2 图像处理

在进行运动物体跟踪时，首先要将采集到的彩色图像进行灰度化处理，这是因为黑白照片数据量小，更容易提取图像中的特征点，在算法实现时能减少运算量[1]。……