[發(fā)明專利]草地邊界識(shí)別方法及應(yīng)用其的智能割草裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811484761.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN109584258B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶思含;周國(guó)揚(yáng);劉楷;鄭鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京蘇美達(dá)智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/13
• 分類號(hào): G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 葛勝非;毛禾楓

一種草地邊界識(shí)別方法及應(yīng)用其的智能割草裝置，其根據(jù)工作環(huán)境的亮度確定草地的特征值范圍，依據(jù)該特征值范圍對(duì)獲取的外部場(chǎng)景圖像中的像素進(jìn)行篩選，統(tǒng)計(jì)篩選后與外部場(chǎng)景圖像的下邊緣連通的像素以判斷智能割草裝置是否在草地邊界內(nèi)。本發(fā)明通過對(duì)圖像像素值本身進(jìn)行簡(jiǎn)單的篩選和統(tǒng)計(jì)而實(shí)現(xiàn)對(duì)草地邊界的識(shí)別和判斷，對(duì)圖像進(jìn)行的運(yùn)算處理相對(duì)簡(jiǎn)單，因而能夠有效降低智能割草裝置的硬件成本和運(yùn)算開銷。本發(fā)明能夠在保證識(shí)別準(zhǔn)確度的前提下，提高對(duì)草地邊界的識(shí)別效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及花園工具，尤其涉及一種智能割草設(shè)備。

背景技術(shù)

智能割草設(shè)備主要包括割草單元、控制單元以及自行走單元。工作時(shí)，通過各種感知外部環(huán)境的裝置感知智能割草設(shè)備外部環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，控制單元根據(jù)外部環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)控制自行走單元在不同自行走模式之間切換，以實(shí)現(xiàn)剎車、轉(zhuǎn)彎、巡航等，并同時(shí)控制割草單元相應(yīng)地運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前市面常見的智能割草設(shè)備，或者智能割草機(jī)器人大部分依靠電磁邊界線對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行限定，或依靠D-GPS、UWB等定位技術(shù)對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行限定。電磁邊界需要預(yù)先由用戶人工布設(shè)，其安裝及使用的復(fù)雜度較高；此外電磁邊界線成本較高，易磨損，需要定期維護(hù)更換。依靠D-GPS、UWB等定位技術(shù)對(duì)割草機(jī)器人工作范圍進(jìn)行人工設(shè)定同樣需要額外布設(shè)定位裝置，如定位基站，其使用成本及使用難度也同樣缺乏優(yōu)勢(shì)。

針對(duì)上述不足，近年來，逐漸出現(xiàn)將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于草地邊緣識(shí)別的方案。但這些方案大多由于算法較復(fù)雜，對(duì)硬件計(jì)算能力要求較高，而難以大規(guī)模推廣。或者，由于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)光照條件敏感，不同光照條件下對(duì)草地顏色識(shí)別的成功率差異較大而無法投入商業(yè)應(yīng)用。

因此，目前急需一種能夠適應(yīng)現(xiàn)有硬件計(jì)算能力的、不依賴于外設(shè)定位裝置的、能夠快速準(zhǔn)確確定草坪邊緣的技術(shù)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種草地邊界的識(shí)別方法以及應(yīng)用該方法的智能割草設(shè)備。

首先，為實(shí)現(xiàn)上述目的，提出一種草地邊界識(shí)別方法，其步驟包括：獲取外部場(chǎng)景圖像，將所述外部場(chǎng)景圖像轉(zhuǎn)換至一顏色空間；判斷所述外部場(chǎng)景圖像中的各像素值是否符合所述顏色空間內(nèi)草地的特征值范圍，若符合則轉(zhuǎn)換該像素值為第一類像素值；否則，轉(zhuǎn)換該像素值為第二類像素值；統(tǒng)計(jì)與圖像下邊緣連通的第一類像素值，若統(tǒng)計(jì)結(jié)果超過預(yù)設(shè)的閾值則判斷為在草地邊界內(nèi)；否則，判斷為在草地邊界外。

與上述方法并列的，本發(fā)明同時(shí)提出另一種草地邊界識(shí)別方法，其步驟包括：獲取外部場(chǎng)景圖像，將所述外部場(chǎng)景圖像轉(zhuǎn)換至顏色空間；判斷所述外部場(chǎng)景圖像中的各像素是否符合所述顏色空間內(nèi)草地的特征值范圍，若符合則標(biāo)記該像素為第一類像素；否則，標(biāo)記該像素為第二類像素；統(tǒng)計(jì)與圖像下邊緣連通的第一類像素的數(shù)量，若統(tǒng)計(jì)的數(shù)量超過預(yù)設(shè)的閾值則判斷為在草地邊界內(nèi)；否則，判斷為在草地邊界外。

與上述方法并列的，本發(fā)明還提出又一種草地邊界識(shí)別方法，其步驟包括：獲取外部場(chǎng)景圖像，將所述外部場(chǎng)景圖像轉(zhuǎn)換至顏色空間；判斷所述外部場(chǎng)景圖像中的各像素是否符合所述顏色空間內(nèi)草地的特征值范圍，若符合則標(biāo)記該像素為第一類像素；否則，標(biāo)記該像素為第二類像素；統(tǒng)計(jì)與圖像下邊緣連通的第一類像素占全部像素的比例，若統(tǒng)計(jì)的比例超過預(yù)設(shè)的閾值則判斷為在草地邊界內(nèi)；否則，判斷為在草地邊界外。

可選的，上述的方法中，所述外部場(chǎng)景圖像的分辨率不高于1280*960。

可選的，上述的方法中，所述顏色空間內(nèi)草地的特征值范圍包括至少2組，各組所述特征值范圍分別與所述外部場(chǎng)景的不同亮度范圍對(duì)應(yīng)。

可選的，上述的方法中，所述顏色空間內(nèi)草地的特征值范圍由以下步驟確定：測(cè)量不同亮度下草地的色調(diào)和/或飽和度；計(jì)算不同亮度下草地的色調(diào)范圍和/或飽和度范圍；根據(jù)所述外部場(chǎng)景的亮度，確定所述特征值范圍為該亮度下草地的所述色調(diào)范圍和/或飽和度范圍。