移动机器人自主跟随技术是平台智能化的关键技术之一,本论文针对地面移动平台自主跟随的应用要求,开展了基于二维激光雷达与单目视觉信息融合的目标跟随方法研究工作。构建基于多传感器融合的目标跟随系统,利用单目摄像机和激光雷达分别实现对目标的识别与定位,并且通过数据融合算法实现目标位置的准确估计,建立移动机器人平台与跟随目标之间的随动关系,最终控制移动机器人平台对目标轨迹进行路径跟踪,实现“目标走到哪,平台跟到哪”。本论文主要研究内容包括:首先,完成了对移动平台自主跟随的软硬件设计工作。利用四点标定方法实现单目相机的俯仰角的标定,建立移动机器人平台的运动学模型,实现多种坐标系之间的转换,为多传感信息的融合和目标跟随的实现提供了基础。然后,开展基于激光雷达的目标识别与定位技术研究。采用自适应阈值的最近邻聚类算法,实现目标人腿特征的检测,并通过基于扩展卡尔曼滤波的同步定位与环境建图,实现目标在世界坐标系与机器人坐标系中的位姿定位。同时,开展基于单目视觉的目标识别与定位技术研究。为了实现平台对特定目标的跟随,提出了一种基于颜色信息与轮廓特征融合的标识物检测算法。通过颜色特征检测,完成候选目标区域的初步提取,采用圆环射线定位算法来检测目标边界点,通过使用改进总体最小二乘算法对提取的目标边界点进行拟合。基于针孔成像原理建立了视觉模型,实现对目标深度信息的提取。接下来,开展了目标跟随技术研究。采用粒子滤波技术对激光雷达与单目视觉数据进行融合,实现可靠有效的目标识别与定位;提出了一种柔性跟随策略,保证移动机器人与目标之间的相对位置在一个安全、合理范围内,实现了自主目标跟随功能。最后,进行了移动机器人自主跟随实验验证,构建了移动机器人实验系统,使用Linux C++编写软件程序,进行了目标识别与定位、数据融合以及自主跟随等实验。实验结果表明本文所研究的移动机器人自主跟随技术能够满足移动机器人对目标跟随的精度、稳定性和实时性的要求。