[發明專利]一種基于視覺定位的機器人自動回沖方法及系統

在審

• 申請號: 202010818063.3
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112022025A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 宋君毅;姜冬輝;伍祁林
• 申請（專利權）人: 深圳市大象機器人科技有限公司
• 主分類號: A47L11/40
• 分類號: A47L11/40;A47L11/24
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

1.一種基于視覺定位的機器人自動回沖方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：采集機器人取景框的屏幕圖像，對屏幕圖像進行預處理；

步驟2：判斷預處理后的屏幕圖像中是否包含arUco碼，若是，則計算機器人的位姿并獲得arUco碼的中心坐標點，執行步驟3；若不是，則根據第一角度范圍調整機器人的角度，然后返回步驟1重新采集機器人取景框的屏幕圖像；

步驟3：判斷步驟2獲得的arUco碼的中心坐標點是否處于屏幕中間區域，若是則執行步驟4；若不是，則根據第二角度范圍調整機器人角度，然后返回步驟1重新采集機器人取景框的屏幕圖像；

所述的屏幕中間區域為屏幕圖像中心點左右±5pix的條狀縱向區域；

步驟4：識別arUco碼處充電樁的位置，獲得機器人與充電樁的相對位置得到相對距離，若相對距離小于最小距離，則機器人向前移動至充電樁，完成自動回沖；

若相對距離大于等于最小距離，則獲得機器人與充電樁之間的夾角角度，機器人向靠近充電樁的方向轉動夾角角度，向前移動最小位移，然后向遠離充電樁的方向轉動90°，然后返回步驟1重新采集機器人取景框的屏幕圖像。

2.如權利要求1所述的基于視覺定位的機器人自動回沖方法，其特征在于，所述第一角度范圍為[15,20]°，所述第二角度范圍為[4,6]°。

3.如權利要求3所述的基于視覺定位的機器人自動回沖方法，其特征在于，所述第一角度為15°，最小距離為20cm，最小位移為10cm。

4.如權利要求1所述的基于視覺定位的機器人自動回沖方法，其特征在于，arUco碼設置在充電樁的正上方。

5.一種基于視覺定位的機器人自動回沖系統，其特征在于，包括屏幕圖像采集和預處理模塊、arUco碼識別模塊、距離采集模塊、角度調整模塊和距離調整模塊；

所述屏幕圖像采集和預處理模塊用于采集機器人取景框的屏幕圖像，并對屏幕圖像進行預處理；

所述arUco碼識別模塊用于判斷預處理后的屏幕圖像中是否包含arUco碼，計算機器人的位姿并獲得arUco碼的中心坐標點；還用于判斷獲得的arUco碼的中心坐標點是否處于屏幕中間區域；

所述距離采集模塊采用距離傳感器用于識別arUco碼處充電樁的位置，獲得機器人與充電樁的相對位置得到相對距離；

所述角度調整模塊用于根據第一角度范圍、第二角度范圍或機器人與充電樁之間的夾角角度來調整機器人的角度，包括：

若arUco碼識別模塊判斷預處理后的屏幕圖像中不包含arUco碼，則根據第一角度范圍調整機器人的角度，然后調用屏幕圖像采集和預處理模塊重新采集機器人取景框的屏幕圖像；

若arUco碼識別模塊判斷獲得的arUco碼的中心坐標點不處于屏幕中間區域，則根據第二角度范圍調整機器人角度，直至arUco碼的中心坐標點處于屏幕中間區域；所述的屏幕中間區域為屏幕圖像中心點左右±5pix的條狀縱向區域；

若arUco碼識別模塊判斷相對距離小于最小距離，則調用距離調整模塊使機器人向前移動至充電樁，完成自動回沖；

若arUco碼識別模塊判斷相對距離大于等于最小距離范圍，則獲得機器人與充電樁之間的夾角角度，機器人向靠近充電樁的方向轉動夾角角度，調用距離調整模塊向前移動最小位移，然后向遠離充電樁的方向轉動90°，調用屏幕圖像采集和預處理模塊獲得機器人取景框的屏幕圖像；

所述距離調整模塊用于根據角度調整模塊的指令控制機器人移動。

6.如權利要求5所述的基于視覺定位的機器人自動回沖系統，其特征在于，所述第一角度范圍為[15,20]°，所述第二角度范圍為[4,6]°。

7.如權利要求6所述的基于視覺定位的機器人自動回沖系統，其特征在于，所述第一角度為15°，最小距離為20cm，最小位移為10cm。

8.如權利要求5所述的基于視覺定位的機器人自動回沖系統，其特征在于，arUco碼設置在充電樁的正上方。