为了使移动机器人能更好地为人们提供服务,必须解决机器人跟随目标行人运动的问题,以有效提高机器人的自主运动和人机交互能力。具有跟随能力的机器人可广泛应用与居家养老、智能拍摄、公共服务等领域,有广阔的应用前景。本文研究了基于单目视觉的室内轮式机器人跟随目标行人运动过程中所涉及的几个关键问题,主要包括如下内容:(1)单目视觉行人位置计算:给出一种基于目标行人身高作为先验尺度信息的单目视觉下行人位置计算方法,根据相机小孔成像模型计算机器人与行人的相对位置,用于计算机器人的运动控制指令;(2)行人跟踪:提出一种在卷积神经网络SSD行人检测算法的基础上,提取行人的位置状态和颜色特征并进行加权融合,使用融合后的特征对行人检测算法提供的候选目标进行相似度匹配的行人跟踪算法,实现对目标行人在图像平面的鲁棒跟踪;(3)机器人运动控制:提出一种机器人跟随行人运动时,轮式机器人的运动控制方法。根据行人位置实时计算轮式底盘的运动控制指令,使机器人距离行人远时加速,近时减速,尽可能降低目标丢失的概率。通过仿真实验和基于ROS平台的轮式机器人的实际测试,结果表明,本文提出的方法可以实现基于单目视觉的轮式机器人在室内环境下有效跟随目标行人运动。本文的研究成果已经应用于某广播电视台的智能移动拍摄系统,用于实现机器人的自动跟踪拍摄功能。