超维空间M1无人机使用说明书——31、基于模板匹配的物体识别功能

本文主要是介绍超维空间M1无人机使用说明书——31、基于模板匹配的物体识别功能，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

引言：ROS提供的物体识别功能包find_object_2d，该功能包用起来相对简单，只需要简单进行模板匹配即可。需要接显示器进行模板训练，远程比较卡，不建议

一、功能包find_object_2d简介

ROS的优点之一是有大量可以在应用程序中复用的软件包。在我们的例程中，想要实现对一个物体的识别和检测。而find_object_2d包就是一个物体识别和检测的ROS功能包，它实现了SURF、SIFT、FAST和BRIEF特征检测器和用于物体检测的描述符。通过此包提供的GUI，可以标记待检测的物体，保存后可用来进行特征检测。而此包提供的检测器节点可检测摄像头图像中的物体，并通过主题发布物体的具体信息。此包还能通过3D传感器估计物体的深度信息和朝向信息。整体来说这个功能包安装是相当方便的，不过因为是模板匹配，所以局限性比较大，在目标物体未正对摄像头的情况下识别成功率不高，而且想要得到良好的匹配效果需要认真的调节参数，旋转合适的算法，另外输出的tf中心点坐标大致准确，但是姿态就不是很靠谱了。
使用find_object_2d功能包进行物体识别，该功能包采用模板匹配算法，相比较于yolov其优点在于操作简单，对硬件配置要求低，因此在树莓派和jetson nano两种主控板上都可以使用此功能包。其缺点在于模板匹配通常需要正对着图像效果较好。系统镜像都已经配置好了环境，按照使用说明即可操作。

先看一下这个功能包的效果：

在这里插入图片描述

二、启动摄像头

默认普通USB摄像头，不支持转换出真实的相对位置信息，如果需要获取位置的话，可以使用深度摄像头

注：适当降低摄像头发布频率，可以降低机载电脑计算压力

步骤1、启动USB摄像头或者D435摄像头（根据实际硬件选择）

roslaunch usb_cam usb_cam_test.launch //USB摄像头
或
roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch //D435深度摄像头

在这里插入图片描述

三、启动find_object_2d功能包，启动后如下

终端输入：roslaunch find_object_2d find_object_2d.launch //USB摄像头
或
终端输入：roslaunch find_object_2d find_object_3d.launch //D435深度摄像头

find_object_3d.launch用于深度摄像头，可以获取相对坐标系位置

在这里插入图片描述

该命令将打开如图所示的物体检测器窗口，可以在其中看到摄像头采集到的图像和物体上的特征点。

在这里插入图片描述

那么如何用它来检测一个物体呢？下面是使用此工具执行基本检测的步骤。
①、右键单击此窗口左侧面板（Objects），将会出现Add objects from scene选项，选择此选项，将会弹出一个Add object对话框，它将引导你标记所关注的物体，在完成标记之后，标记物体即开始被跟踪。下图显示了第一步，它正在拍摄包含该物体的场景。
②、将物体对准摄像头后，按Take Picture按钮获取物体快照。
③、下一个窗口用于从当前快照中标记物体，如图所示。首先使用鼠标指针来标记框选物体，然后单击“Next”按钮裁剪物体，接着继续下一步。
在这里插入图片描述
④、裁剪物体后，将显示物体特征描述符总数，你可以点击“End”按钮添加此物体模板进行检测。
⑤、恭喜！你已经添加了一个待检测物体。一旦添加好物体，你将会看到物体周围多了一个边框，这说明此物体被检测到了，如图所示。