[發明專利]一種基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法

在審

• 申請號: 202011457241.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112587036A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 齊臣坤;趙現朝;張家奇
• 申請（專利權）人: 蘇州阿甘機器人有限公司
• 主分類號: A47L11/24
• 分類號: A47L11/24;A47L11/40;G06K9/00
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 劉純

一種基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法，包括無人掃地機機體，所述無人掃地機機體的底盤安裝有STM32嵌入式芯片作為底層硬件驅動控制器，所述無人掃地機機體內部安裝有搭載Intel處理器的嵌入式工控機作為為上層算法應用控制器，所述STM32嵌入式芯片與嵌入式工控機通過USB串口完成實時數據交換；所述無人掃地機機體內部還安裝有4個直流電機。本發明所述的基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法，結構設計合理，工作方法簡單，自動化、智能化程度高，采用STM32嵌入式芯片作為底層硬件驅動控制器配合搭載Intel處理器的嵌入式工控機作為為上層算法應用控制器，基于機器視覺實現無人掃地機機體實時確定自身位姿、合理規劃路徑，前景廣泛。

技術領域

本發明屬于無人掃地機技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法。

背景技術

近幾十年來，對于科學技術的基礎研究突飛猛進，科技的每一次突破，都引起經濟變革和社會進步，人們的生活水平也隨之不斷提高。隨著以物聯網和人工智能為基礎的工業 4.0 時代的到來，越來越多的新型智能化產品被相繼推出，無人掃地機就是其中的一種。

隨著無人掃地機科技的日新月異，層出不窮的創新讓無人掃地機更加安全，更加智能，極大的方便人們的生活。其中，圖像處理技術是提升無人掃地機智能性的關鍵技術。相機就像無人掃地機的眼睛一樣，能夠接收最豐富的外界信息，機器視覺技術的發展也大大推動了無人掃地機智能化的進程。實時性是對應用在無人掃地機上的圖像處理算法最基本的要求，要求能夠以較快的速度處理采集到的圖像，實時地得到想要的結果。機器視覺技術使用的傳感器主要是激光雷達和相機， 因此可以分為激光SLAM 與視覺SLAM 兩大類。激光雷達的優點是測量精確，即對角度和距離能夠準確測量， 受外界干擾小，但其價格比較昂貴，體積較大，無法應用在一些小型設備和低成本的設備中；激光 SLAM 發展的比較早，因此算法架構比較成熟。相機相比激光雷達來說，價格更加便宜，體積小，方便攜帶，能夠提供豐富的環境信息，因此視覺 SLAM 逐漸成為當下的研究熱點。 視覺 SLAM 主要分為單目SLAM、雙目 SLAM 以及 RGB-DSLAM 三種，單目SLAM 系統只需要一個攝像頭，但是它無法計算場景的實際深度，計算出的相機軌跡會出現尺度漂移現象，不能進行實際應用。RGB-DSLAM 系統使用的是 RGB-D 相機，這種相機可以直接得到觀測點的深度值， 不需要在系統中計算，大大節省了計算量， 但由于它是利用發射-接收紅外光的方式測量深度值，在室外場景下使用很容易受到外界日光和其它設備發出的紅外光的影響，因此只能在室內使用。

因此，需要研發出一種基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法，采用雙目 SLAM系統，更符合人眼的特性， 通過左右視圖的視差計算場景的真實深度，能避免出現尺度漂移現象， 使用場景不受限制，以來解決上述技術問題。

中國專利申請號為 CN201821383666.X公開了一種低噪音智能無人掃地機，通過氣泵室的內表面設有的隔音層，能夠有效減弱因為氣泵振動而產生的噪音，沒有對無人掃地機的即時定位與地圖構建系統進行改進。

發明內容

發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種基于機器視覺的無人掃地機及其工作方法，結構設計合理，工作方法簡單，自動化、智能化程度高，采用STM32嵌入式芯片作為底層硬件驅動控制器配合搭載 Intel 處理器的嵌入式工控機作為為上層算法應用控制器，基于機器視覺實現無人掃地機機體實時確定自身位姿、合理規劃路徑，前景廣泛。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：