[發明專利]一種基于視覺的機器人導航過門方法

有效

• 申請號: 201610266610.5
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105717928B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王曉剛;王玉亮;喬濤;薛林;王巍
• 申請（專利權）人: 北京進化者機器人科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/20
• 代理公司: 北京正鼎專利代理事務所(普通合伙)11495
• 代理人: 岳亞

1.一種基于視覺的機器人導航過門方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101、根據里程計或全局定位傳感器得到機器人當前時刻在全局坐標系中的位置和姿態參數(x,y,θ)，x為機器人相對于原點的橫坐標，y為機器人相對于原點的縱坐標，θ為機器人朝向相對于x軸的夾角，逆時針旋轉為正值角度夾角，順時針旋轉為負值角度夾角；

S102、根據用戶指令確定機器人所要通過的門；

S103、確定機器人過門之前開啟攝像頭的區域，每個開啟攝像頭區域為：Area_i＝(x_j,y_k)，其中，1≤j≤N,1≤k≤M，i代表門的編號，j、k為數學運算變量，N和M表示某個門前區域的范圍；

S104、計算此次導航終點；

S105、起點和終點確定后，由A*算法計算機器人行走路徑，控制機器人運動到導航終點；

S106、根據里程計返回的航位推測信息(x_r,y_r,θ_r)，計算機器人相對門的位置和姿態，求出機器人朝向和機器人與門中點連線的夾角△θ，控制機器人轉動△θ使機器人朝向門；

S107、機器人靜止，同時下位機向上位機發送請求開啟攝像頭命令，上位機打開位于機器人胸前的雙目攝像頭，并開始采集圖像，進行門識別；

S108、根據圖像處理返回的門左右兩邊框的坐標x_l,y_l,x_r,y_r，其中，x_l＜x_r，y_l＜y_r；計算門中心坐標(x₀，y₀)，其中，

x0=x1+xr2,]]>

y0=yl+yr2;]]>

S109、以x_o,y_o為原點，機器人當前朝向為基準，以從門左邊框指向右邊框為x軸正向建立笛卡爾坐標系XOY；

S110、求出機器人在XOY坐標系下的坐標(x′_r1，y′_r1，θ′_r1)，并求出機器人相對過門過程中第一個矯正點(x_l1，y_l1)的距離△d₁和角度△θ₁，其中，

-200mm＜x_l1＜200mm，

-1400mm<y_l1＜-1000mm；

S111、控制機器人直行△d₁，然后轉彎△θ₁，根據航位推測信息求出機器人當前朝向與門中垂線夾角△θ′₁，控制機器人轉過△θ′₁角度對正門；

S112、求出機器人在XOY坐標系下的坐標(x′_r2，y′_r2，θ′_r2)，求出機器人相對過門過程中第二個矯正點(x_l2，y_l2)的距離△d₂和角度△θ₂，其中，

-200mm＜x_l2＜200mm，

-1000mm＜y_l2＜-600mm；

S113、控制機器人直行△d₂，然后轉彎△θ₂，根據航位推測信息計算出機器人當前朝向與門中垂線夾角△θ′₂，使機器人轉過△θ′₂對正門；

S114、求出機器人在XOY坐標系下的坐標(x′_r3，y′_r3，θ′_r3)，求出機器人相對過門過程中第三個矯正點(x_l3，y_l3)的距離△d₃和角度△θ₃，其中，

-200mm＜x_l3＜200mm，

-600mm＜y_l3＜-300mm；

S115、控制機器人直行△d₃，然后轉彎△θ₃，根據航位推測信息求出機器人當前朝向與門中垂線夾角△θ′₃，使機器人轉過△θ′₃對正門；

S116、控制機器人前進Δd，其中800mm＜Δd＜1200mm，使機器人完成進門操作。