[發明專利]一種智能配送機器人控制系統

在審

• 申請號: 201810387217.0
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108427421A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 陳俊明;邵忠良;黃誠;劉江帆;鄧桂芳
• 申請（專利權）人: 廣東水利電力職業技術學院（廣東省水利電力技工學校）
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種智能配送機器人控制系統，其特征在于，所述智能配送機器人控制系統包括：

攝像模塊、環境監測模塊、單片機控制模塊、監控識別模塊、避障模塊、定位模塊、結算模塊；

攝像模塊，與單片機控制模塊連接，用于通過攝像頭采集消費者的圖像信息；

所述攝像模塊數字消費者圖像的合成方法，具有攝影設備，通過所述攝影設備分別獲取曝光時長不同的兩幅消費者圖像包括以下步驟：

S1 將曝光時間長的消費者圖像與曝光時間短的消費者圖像分別標記為H消費者圖像與L消費者圖像；

S2 分別獲取所述H消費者圖像與L消費者圖像的YCbCr三通道分量，并對各個分量進行梯度計算后得到所述H消費者圖像與L消費者圖像中每個像素位置的三通道分量梯度值；

S3 依次將S2步驟獲得的所述H消費者圖像與L消費者圖像中每同一分量的同一個像素位置的梯度進行比較并進行權值修改，得出所述H消費者圖像與L消費者圖像相對應的權值矩陣；比較為GYH(m,n)與GYL(m,n)、GCbH(m,n)與GCbL(m,n)、GCrH(m,n)與GCrL(m,n)在相同m，n情況下進行比較，其中，m表示消費者圖像H或消費者圖像L的第m行，n表示消費者圖像H或消費者圖像L的第n列；進行權值修改時，當兩個消費者圖像梯度差在最大梯度差的1/3以內時，取相同的權值，即為0.5；反之，當梯度差大于最大梯度差的1/3時，對梯度值大的賦予大于0.5的權值，梯度值小的賦予小于0.5的權值；最后得到兩幅圖對應的權值矩陣YA(m,n)、CbA(m,n)、CrA(m,n)與YB(m,n)、CbB(m,n)、CrB(m,n)；

S4 將所述H消費者圖像與L消費者圖像各自的YCbCr三通道分量每個相同像素位置的像素分別乘以其相對應的權值；

S5 將S4獲得的乘積進行求和處理，最終得到三通道分量合成新的消費者圖像；

環境監測模塊，與單片機控制模塊連接，用于監測配送過程中環境的溫度、濕度等信息；

單片機控制模塊，與攝像模塊、環境監測模塊、監控識別模塊、避障模塊、定位模塊、結算模塊連接，用于控制各個模塊正常工作；

所述單片機控制模塊的消費者圖像信息的脈沖耦合神經網絡模型：

F_ij[n]＝S_ij；

U_ij[n]＝F_ij[n](1+β_ij[n]L_ij[n])；

其中，β_ij[n]為自適應鏈接強度系數；

S_ij、F_ij[n]、L_ij[n]、U_ij[n]、θ_ij[n]分別為輸入圖像信號、反饋輸入、鏈接輸入、內部活動項及動態閾值，N_w為所選待處理窗口W中的像素總數，Δ為調節系數，選取1～3；

監控識別模塊，與單片機控制模塊連接，用于對采集的圖像進行識別操作；

所述監控識別模塊的圖像縫合線采用消除跨重疊區域遮擋求解最小連通域的方法，具體包括：縫合線采用消除跨重疊區域遮擋求解最小連通域的方法，具體包括：

1)采用閾值分割的方法將圖像分為兩部分，高量值區和低量值區，閾值代價準則定義如式：

其中為cost(x，y)求得的誤匹配度量矩陣，δ·TH_max是圖像分割閾值，其中TH_max為重疊區域的最大誤匹配量值，δ為固定常量，δ∈(0，0.2)；Tcost_b為Tcost的二值化矩陣；

2)判斷縫合線的起點和終點是否均在低量值區(Tcost_b＝0)且位于同一連通分量，即判斷起點終點間是否存在一條路徑；若不存在，表示圖中存在一條或多條跨重疊區域的遮擋；查找跨重疊區域的遮擋，并逐步減小此遮擋區域的量值，直到不存在跨重疊區域的遮擋，使起點和終點位于同一連通分量內；此時起點終點所在的連通區域，即求解的縫合線最小連通域；

避障模塊，與單片機控制模塊連接，用于精確躲避配送路途中遇到的障礙物；

所述避障模塊由FPGA模塊、發射電路模塊、接收電路模塊、放大濾波模塊、AD轉換模塊；發射電路模塊和接受電路模塊與天線連接：

FPGA模塊，用于輸入輸出控制、任務調度、信號調制、AD轉換器控制、數字濾波、波形識別和RSS計算；

發射電路模塊，與FPGA模塊連接，用于將調制后的信號進行功率放大，通過天線發射出去；

接收電路模塊，與發射電路模塊連接，與天線相連，用于從天線接收應答器返回信號；

放大濾波模塊，與接收電路模塊連接，接收到的返回信號屬于微弱信號，對該信號進行濾波放大后才能進行數字化采樣；

AD轉換模塊，與放大濾波模塊連接，用于對放大濾波后的信號進行固定周期采樣；

所述FPGA模塊進一步包括：

輸入輸出控制器，用于對鍵盤輸入進行編解碼，生成用戶命令；

信號調制模塊，用于載波信號的產生及將需要發送給應答器的命令調制在載波信號上；

數字濾波模塊，用于對采樣得到的數字信號進行帶寬濾波，去除干擾；

波形識別模塊，用于對濾波后的數字信號計算局部極大值，識別出一個周期的波形；

RSS計算及解碼模塊，用于從波形數據中計算接收信號強度，依據應答器返回信號的編碼規則，對信號進行解碼，提取應答器返回的數據；

定位模塊，與單片機控制模塊連接，用于通過定位芯片實時定位配送機器人的位置信息；

結算模塊，與單片機控制模塊連接，用于對消費者的接收到物品后進行確認結算。