[發(fā)明專利]全方位移動機器人的位姿測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711381763.5
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108051031A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周衛(wèi)華
• 申請（專利權(quán)）人: 臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 臺州市南方商標(biāo)專利事務(wù)所(普通合伙) 33225
• 代理人: 劉洪雨;楊秀偉

本發(fā)明公開了一種全方位移動機器人的位姿測量方法，包括以下步驟：（1）在全方位移動機器人表面固定設(shè)置標(biāo)記器；（2）通過固設(shè)在地面平臺上的相機連續(xù)實時采集所述標(biāo)記器的圖像；（3）將所述圖像傳送至計算機進行圖像處理，通過圖像處理算法計算出所述全方位移動機器人的速度和位置數(shù)值。本發(fā)明采用基于機器視覺的非接觸式測量技術(shù)，可以同時測量被測物的圖像平面內(nèi)各個像素點的實時速度和位置，具有非接觸、測量范圍寬、測量誤差小、測量速度快、無需測量傳感器、不改變被測物特性等諸多優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種全方位移動機器人的位姿測量方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段，移動機器人的特性及應(yīng)用是研究的一個熱點。移動機器人的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在室內(nèi)搬運(AGV)、野外探測、餐廳服務(wù)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。全方位移動機器人憑借其靈活的運動性能，尤其受到青睞。全方位移動機器人一般包括三個、四個或者以上的全向輪，可以實現(xiàn)前后、左右、原地旋轉(zhuǎn)運動，故特別適合應(yīng)用于空間狹窄的場合，如工廠倉庫、醫(yī)院病房等場合。為了更好地使用與控制全方位移動機器人，就需要對全方位移動機器人的位姿(包括速度、位置)等信息進行測量。

現(xiàn)有的測量方案是采用加速度計和位移傳感器等接觸式裝置，但是存在測量誤差較大，傳感器等輔助實驗裝置安裝困難，且不能直接測量目標(biāo)物和任務(wù)平臺速度等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決目前全方位移動機器人的位姿測量方法測量誤差大，測量用傳感器安裝困難，且不能直接測量目標(biāo)物和任務(wù)平臺速度的技術(shù)問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種全方位移動機器人的位姿測量方法，包括以下步驟：

（1）在全方位移動機器人表面固定設(shè)置標(biāo)記器；

（2）通過固設(shè)在地面平臺上的相機連續(xù)實時采集所述標(biāo)記器的圖像；

（3）將所述圖像傳送至計算機進行圖像處理，通過圖像處理算法計算出所述全方位移動機器人的速度和位置數(shù)值。

進一步地，步驟（1）中所述標(biāo)記器為光學(xué)特征點。

進一步地，步驟（1）中所述光學(xué)特征點為紅外發(fā)光二極管。

進一步地，步驟（1）中所述相機為千兆以太網(wǎng)相機。

進一步地，步驟（3）中所述圖像通過千兆以太網(wǎng)和幀接收器傳送至所述計算機。

進一步地，步驟（3）中所述圖像處理算法為金字塔灰度圖像匹配算法。

進一步地，步驟（3）中所述金字塔灰度圖像匹配算法包括如下步驟：

(a)獲取圖像；

(b)建立學(xué)習(xí)模板；

(c)提取運動目標(biāo)；

(d)進行模板匹配；

(e)結(jié)果標(biāo)定；

(f)計算實時速度和位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明采用基于機器視覺的非接觸式測量技術(shù)，可以同時測量被測物的圖像平面內(nèi)各個像素點的實時速度和位置，具有非接觸、測量范圍寬、測量誤差小、測量速度快、無需測量傳感器、不改變被測物特性等諸多優(yōu)點。

附圖說明

圖1為金字塔灰度圖像匹配算法軟件模塊圖；

圖2為速度在40mm/s時的直線運動測試結(jié)果；

圖3為速度在80mm/s時的直線運動測試結(jié)果；

圖4為旋轉(zhuǎn)運動軌跡；