[發明專利]四觸角履帶機器人爬樓梯參數獲取系統和方法

有效

• 申請號: 201410590000.1
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104331884A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 羅均;劉恒利;李恒宇;蒲華燕;謝少榮
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種四觸角履帶機器人爬樓梯參數獲取系統，包括裝有控制電腦的四觸角履帶機器人（1）和微軟公司的Kinect?XBOX360攝像頭（2），其特征在于：所述微軟公司的Kinect?XBOX360攝像頭（2）安裝在四觸角履帶機器人（1）上面，通過USB接口連接四觸角履帶機器人（1）的控制電腦，獲取Kinect?XBOX360攝像頭（2）對樓梯（3）攝取的RGB彩色和深度圖像經過處理信息融合，計算樓梯（3）的相關參數。

2.一種四觸角履帶機器人爬樓梯參數獲取方法，采用根據權利要求1所述的基于四觸角履帶機器人爬樓梯參數獲取系統進行樓梯參數計算，其特征在于：其操作步驟如下：

（2.1）相機標定：利用張正友相機標定法，獲取Kinect?XBOX360攝像頭（2）的參數矩陣K：

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其中：f—相機的焦距；?s—相機的扭曲系數；?—主點偏置；

（2.2）圖像獲取：打開Kinect?XBOX360攝像頭（2），獲取Kinect?XBOX360的RGB圖像和深度圖像數據；

（2.3）創建各計算節點：Kinect?XBOX360攝像頭（2）的圖像數據包含RGB圖像和深度圖像，各計算節點分別從上述圖像中計算與樓梯（3）相關的信息；本步驟（2.3）包含以下計算節點：

①樓梯邊緣提取：利用Kinect?XBOX360攝像頭（2）的RGB圖像數據，采用霍夫變換算法提取樓梯（3）邊緣直線：

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其中：ρ—圖像原點到直線的距離，θ_l—直線的夾角；

②計算樓梯踏步深度d：取樓梯三個相鄰邊緣為基準，在圖像中取20*20區域的平均深度值作為衡量，兩塊區域的深度差值即樓梯（3）踏步深度d；

③計算樓梯踏步高度H：利用三角形相似性原理，解出樓梯（3）踏步高度H：

，

其中：f-相機的焦距，h-樓梯相鄰兩個邊緣之間的圖像平面中的垂直高度，dp-樓梯踏步的垂直面的深度值；

④計算樓梯傾角θ；根據步驟②和③所求出的樓梯（3）踏步深度d和樓梯踏步高度H，解出樓梯（3）傾角θ：

。