[發明專利]一種基于雙黃線檢測的機器人自主巡檢方法

有效

• 申請號: 201710584475.3
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107437071B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張永良;朱欣定;時大瓊
• 申請（專利權）人: 杭州岱石科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/52
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于雙黃線檢測的機器人自主巡檢方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)圖像預處理，過程如下：

1.1)圖像下采樣及感興趣區域提取

獲取的圖像進行縮放，將感興趣區域設置為圖像的下半部分；

1.2)提取圖像中的黃色信息及灰度化

通過變換，生成一個黃色通道，變換表達式為：

Y(i,j)＝max(0,R(i,j)-(max(B(i,j),G(i,j))/1.8))

其中Y(i,j)表示像素點(i,j)的黃色灰度值，R(i,j)、G(i,j)和B(i,j)分別表示像素點(i,j)的紅色、綠色和藍色灰度值，通過變換，將RGB圖像轉化為代表黃色信息的灰度圖；

1.3)直方圖均衡化與二值化

利用直方圖均衡化操作，之后再進行二值化操作，將灰度圖變為黑白兩色；

1.4)形態學變換

對圖像先進行開運算再進行閉運算；

2)黃道線識別與中心線定位，過程如下：

2.1)細化與霍夫直線檢測

對圖像進行細化處理，并進行累計概率霍夫變換，獲取黃道線的相關參數；

2.2)基于矢量的雙黃線的中間線定位

尋找夾角最大的兩根直線A與B；若找不到，則表示圖像中沒有出現雙黃線，此時對驅動板發送stop指令；若找到，則計算分別與直線A、B平行的向量ν_a與ν_b，ν_a與ν_b均從圖像下方，指向圖像上方；

分別計算直線A、B的一般表達式：

直線A的表達式：

直線B的表達式：

計算直線A與直線B的交點(x₀,y₀)，其計算表達式為：

設直線A與直線B所成夾角的角平分線為直線C，基于ν_a與ν_b，計算與直線C平行的向量

ν_c＝(ν_a/||ν_a||+ν_b/||ν_b||)/||(ν_a/||ν_a||+ν_b/||ν_b||)||

可以得到，直線C的表達式為：

其中，

計算出直線C后，將此作為目標移動路徑，用于之后確定移動策略；

3)移動策略，過程如下：

在直線C上尋找點D，D點的y值為固定值，x值隨直線C的變化而變化，通過判斷點D的位置，從而進行機器人移動決策。

2.如權利要求1所述的一種基于雙黃線檢測的機器人自主巡檢方法，其特征在于：所述步驟3)中，白色線從左到右，分別標注為κ₁、κ₂、κ₃、κ₄、κ₅，其中，κ₃為圖像的中線；

將κ₂與κ₄之間的區域，稱為直行區Θ_Z；

將κ₁左側的區域，稱為左轉區Θ_L；

將κ₅右側的區域，稱為右轉區Θ_R；

將κ₁與κ₂之間的區域以及κ₄與κ₅之間的區域，稱為緩沖區Θ_H；

在移動策略時加入了緩沖機制，具體機制如下：

3.1)若當前行動狀態為直行，則當D∈Θ_L或D∈Θ_R時才會將行動狀態變為左轉或右轉；否則繼續保持直行狀態；

3.2)若當前行動狀態為左轉或右轉，則當D∈Θ_Z時才會將行動狀態變為直行；否則繼續保持左轉或右轉狀態；

通過3.1)和3.2)，可看出，若D∈Θ_H則機器人行動狀態保持不變。

3.如權利要求1或2所述的一種基于雙黃線檢測的機器人自主巡檢方法，其特征在于：所述步驟2.1)中，累計概率霍夫變換的步驟為：

2.1.1)隨機抽取圖像中的一個特征點，即邊緣點，如果該點已經被標定為是某一條直線上的點，則繼續在剩下的邊緣點中隨機抽取一個邊緣點，直到遍歷完所有邊緣點；

2.1.2)對該點進行霍夫變換，并進行累加和計算；

2.1.3)選取在霍夫空間內值最大的點，如果該點大于閾值，則進行步驟2.1.4)，否則回到步驟2.1.1)；

2.1.4)根據霍夫變換得到的最大值，從該點出發沿著直線的方向位移，從而找到直線的兩個端點；

2.1.5)計算直線的長度，如果大于某個閾值，則被認為是檢測到的直線輸出，回到步驟2.1.1)。