[發明專利]基于顏色編碼標識的機器人導航方法及系統

有效

• 申請號: 201210289058.3
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102789234A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 王磊;鄭偉龍;張文山;姚以鵬;陳曦
• 申請（專利權）人: 廣東科學中心
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/26;G01C21/34
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為

1.一種基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據采集到的圖像數據，提取導航標識線，確定路徑方向；

識別設于顏色編碼標識前方的斷點標志，為識別顏色編碼做好調節運動軌跡的準備；

識別設于拐彎處或其他位置的顏色編碼色塊，執行轉彎或其他命令。

2.根據權利要求1所述的基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，在“識別設于顏色編碼標識前方的斷點標志，為識別顏色編碼做好調節運動軌跡的準備”之前，還包括以下步驟：

調整機器人左輪與右輪分別的速度，控制機器人的運動方向與垂直方向的夾角不超過10度。

3.根據權利要求1或2所述的基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，在“識別設于拐彎處或其他位置的顏色編碼色塊，執行轉彎或其他命令”之后，還包括以下步驟：

當機器人行駛于顏色編碼色塊處時，調用音頻模塊，完成服務解說。

4.根據權利要求3所述的基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，在“根據采集到的圖像數據，提取導航標識線，確定路徑方向”之前，還包括以下步驟：

通過攝像頭獲取視頻信號，并采集圖像數據。

5.根據權利要求1、2或4所述的基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，在提取導航標識線時，包括圖像預處理的步驟，具體包括：

采用OTSU方法計算出一個最佳的全局閾值，將圖像二值化；

采用中值濾波方法以及數學形態學方法去除圖像中的噪聲；

用Sobel邊緣檢測算子進行邊緣分割，檢測出導航標識線的邊界；

分割完成后，采用中值濾波進行去噪處理。

6.根據權利要求5所述的基于顏色編碼標識的機器人導航方法，其特征在于，在圖像預處理之后，還包括擬合導航線的步驟，具體包括：

逐行掃描圖像，分別統計上、下半幅圖像每行邊緣點的坐標；

如果某行的邊緣點的個數大于T個，舍去這一行不進行處理，其中T＞0；

對統計到的邊緣點求中點，記錄坐標；

用?A?和?B?表示圖像的上下兩部分區域，分別計算A區域和B區域的中點的中心，即A和B的重心；

根據計算出的重心，得出A與B兩重心之間的距離。

7.一種基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，包括：

導航線識別提取模塊，用于根據采集到的圖像數據，提取導航標識線，確定路徑方向；

斷點識別模塊，用于識別設于顏色編碼標識前方的斷點標志，為識別顏色編碼做好調節運動軌跡的準備；

顏色編碼識別模塊，用于識別設于拐彎處或其他位置的顏色編碼色塊，執行轉彎或其他命令。

8.根據權利要求7所述的基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，還包括偏轉校正模塊，用于調整機器人左輪與右輪分別的速度，控制機器人的運動方向與垂直方向的夾角不超過10度。

9.根據權利要求7或8所述的基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，還包括服務解說模塊，用于當機器人行駛于顏色編碼色塊處時，調用音頻模塊，完成服務解說。

10.根據權利要求9所述的基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，還包括視頻圖像采集模塊，用于通過攝像頭獲取視頻信號，并采集圖像數據。

11.根據權利要求7、8或10所述的基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，還包括圖像預處理模塊，用于采用OTSU方法計算出一個最佳的全局閾值，將圖像二值化；采用中值濾波方法以及數學形態學方法去除圖像中的噪聲；用Sobel邊緣檢測算子進行邊緣分割，檢測出導航標識線的邊界；分割完成后，采用中值濾波進行去噪處理。

12.根據權利要求11所述的基于顏色編碼標識的機器人導航系統，其特征在于，還包括擬合導航線模塊，用于逐行掃描圖像，分別統計上、下半幅圖像每行邊緣點的坐標；如果某行的邊緣點的個數大于T個，舍去這一行不進行處理，其中T＞0；對統計到的邊緣點求中點，記錄坐標；用?A?和?B?表示圖像的上下兩部分區域，分別計算A區域和B區域的中點的中心，即A和B的重心；根據計算出的重心，得出A與B兩重心之間的距離。