[發(fā)明專利]一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110463448.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113029159A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李清都;王中磐;張漫秸;梁志遠(yuǎn);蘇康佳;王志;崔文杰;姜喜勝;游義平;劉娜;季云峰;延明珠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/34;G05D1/02
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 梁劍

本發(fā)明提出一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，包括移動(dòng)機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、視覺(jué)導(dǎo)航裝置和至少一個(gè)導(dǎo)航標(biāo)識(shí)，控制系統(tǒng)和視覺(jué)導(dǎo)航裝置均設(shè)在移動(dòng)機(jī)器人本體上；視覺(jué)導(dǎo)航裝置包括紅外發(fā)射燈、紅外攝像頭和主機(jī)，控制系統(tǒng)和紅外攝像頭分別與主機(jī)通信連接，導(dǎo)航標(biāo)識(shí)反射由紅外發(fā)射燈發(fā)出的紅外光線，紅外攝像頭捕捉由導(dǎo)航標(biāo)識(shí)反射紅外光線的區(qū)域所構(gòu)成的圖像信息，主機(jī)根據(jù)圖像信息運(yùn)算得出導(dǎo)航線路并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)驅(qū)使移動(dòng)機(jī)器人本體進(jìn)行移動(dòng)。在本申請(qǐng)中,僅采用了視覺(jué)導(dǎo)航裝置對(duì)移動(dòng)機(jī)器人本體的工作路徑導(dǎo)航進(jìn)行指導(dǎo)，避免了環(huán)境光的干擾，解決了傳統(tǒng)二維碼導(dǎo)航技術(shù)中信號(hào)采集易受環(huán)境光的干擾從而導(dǎo)致的運(yùn)行穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人定位導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在智能機(jī)器人的研究中，導(dǎo)航是智能機(jī)器人的核心技術(shù)，也是智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正的智能化和完全自主移動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)。機(jī)器人導(dǎo)航的方式有很多，例如慣性導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航、GPS定位導(dǎo)航和利用傳感器的數(shù)據(jù)導(dǎo)航等。視覺(jué)導(dǎo)航是近年發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的導(dǎo)航方案，視覺(jué)傳感器為機(jī)器人提供了十分豐富的外界信息，可在無(wú)接觸的情況下對(duì)環(huán)境和目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，這是其他傳感器難以做到的。此外視覺(jué)傳感器所提供的信息往往比其他傳感器豐富得多，更有利于機(jī)器人對(duì)當(dāng)前壞境的識(shí)別和導(dǎo)航。

現(xiàn)有的視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)中，大多利用攝像頭直接采集環(huán)境圖像信息，通過(guò)對(duì)環(huán)境圖像信息進(jìn)行分析，找出障礙物并進(jìn)行路徑規(guī)劃，這種方案對(duì)算法要求很高，商業(yè)應(yīng)用的難度很大。另一種導(dǎo)航方式是二維碼導(dǎo)航技術(shù)，在現(xiàn)有的二維碼導(dǎo)航技術(shù)中，攝像頭采集環(huán)境圖像信息容易受到環(huán)境光的干擾，影響圖像特征提取的難度和效率，運(yùn)行穩(wěn)定性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，用于解決傳統(tǒng)二維碼導(dǎo)航技術(shù)中信號(hào)采集易受環(huán)境光的干擾從而導(dǎo)致的運(yùn)行穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，包括移動(dòng)機(jī)器人本體、控制系統(tǒng)、視覺(jué)導(dǎo)航裝置和至少一個(gè)導(dǎo)航標(biāo)識(shí)，所述控制系統(tǒng)和視覺(jué)導(dǎo)航裝置均設(shè)置在所述移動(dòng)機(jī)器人本體上，所述導(dǎo)航標(biāo)識(shí)與所述移動(dòng)機(jī)器人本體之間存在空間間距；所述視覺(jué)導(dǎo)航裝置包括紅外發(fā)射燈、紅外攝像頭和主機(jī)，所述控制系統(tǒng)和所述紅外攝像頭分別與所述主機(jī)通信連接，所述導(dǎo)航標(biāo)識(shí)反射由所述紅外發(fā)射燈發(fā)出的紅外光線，所述紅外攝像頭接收經(jīng)所述導(dǎo)航標(biāo)識(shí)反射后的所述紅外光線，所述紅外攝像頭捕捉由所述導(dǎo)航標(biāo)識(shí)上反射所述紅外光線的區(qū)域所構(gòu)成的圖像信息，即所述紅外攝像頭根據(jù)接收到的所述紅外光線繪制所述圖像信息，所述紅外攝像頭將所述圖像信息傳輸給所述主機(jī)，所述主機(jī)根據(jù)所述圖像信息運(yùn)算得出導(dǎo)航線路，所述主機(jī)將所述導(dǎo)航線路傳輸給所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)驅(qū)使所述移動(dòng)機(jī)器人本體進(jìn)行移動(dòng)。

進(jìn)一步地，在所述的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，所述移動(dòng)機(jī)器人本體上還設(shè)置有深度攝像頭，所述深度攝像頭與所述主機(jī)通信連接，所述深度攝像頭用于采集環(huán)境信息，所述環(huán)境信息包括路況信息和障礙信息。

進(jìn)一步地，在所述的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，所述移動(dòng)機(jī)器人本體上還設(shè)置有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，所述GPS導(dǎo)航系統(tǒng)分別與所述控制系統(tǒng)和/或所述主機(jī)通信連接。

進(jìn)一步地，在所述的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，所述主機(jī)的操作系統(tǒng)為類UNIX系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，在所述的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，所述移動(dòng)機(jī)器人本體上還設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)，所述視覺(jué)導(dǎo)航裝置固定在所述云臺(tái)上。

進(jìn)一步地，在所述的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)中，所述導(dǎo)航標(biāo)識(shí)為用于反射紅外光線的貼紙標(biāo)簽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：通過(guò)在移動(dòng)機(jī)器人本體的活動(dòng)空間內(nèi)設(shè)置導(dǎo)航標(biāo)識(shí)，利用紅外攝像頭采集導(dǎo)航標(biāo)識(shí)反射紅外光線時(shí)所構(gòu)成的圖像信息，從而對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航路線進(jìn)行規(guī)劃或修正，避免了環(huán)境光的干擾，解決了傳統(tǒng)二維碼導(dǎo)航技術(shù)中信號(hào)采集易受環(huán)境光的干擾從而導(dǎo)致的運(yùn)行穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。