[發明專利]一種視覺循跡四足機器人及其循跡線的特征信息提取算法

在審

• 申請號: 202110488565.9
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113139987A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 趙若楠;邵雪卷;韓濤;曹瑞;張江民;梁曉軍;張弛
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/73;G06K9/46;B25J9/16
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 張歡

1.一種視覺循跡四足機器人，其特征在于：包括8自由度的四足步行機器人本體、攝像頭模塊、上位機模塊、下位機模塊、舵機，其中所述四足步行機器人本體采用全肘式的四足機器人串聯腿部結構，所述舵機作為所述四足步行機器人本體腿部關節的執行機構，攝像頭模塊設于所述四足步行機器人本體頭部，所述攝像頭模塊與所述上位機模塊通過usb連接，所述上位機模塊用于將所述攝像頭模塊采集到的視頻幀進行實時處理，所述上位機模塊與所述下位機模塊通過串口連接，所述下位機模塊接收所述上位機模塊串口通訊執行步態。

2.根據權利要求1所述的視覺循跡四足機器人，其特征在于：所述舵機為雙軸數字舵機。

3.根據權利要求1所述的視覺循跡四足機器人，其特征在于：所述下位機模塊為采用Arduino Mega2560開發板的下位機控制器。

4.根據權利要求1所述的視覺循跡四足機器人，其特征在于：所述攝像頭模塊為ZED雙目相機。

5.根據權利要求1所述的視覺循跡四足機器人，其特征在于：所述上位機模塊為戴爾DESKTOP-49A8PFU筆記本。

6.一種循跡線的特征信息提取算法，其特征在于：

第一步，將采集到的彩色圖像的RGB三分量進行加權平均，得到灰度圖像，處理后的圖像像素在0-255的范圍之中，像素越低則顏色越黑，黑色循跡線相對于白色地板而言，有更低的像素值；

第二步，將灰度圖進行二值化處理，通過設定閾值為45灰度值，將低于45灰度值的像素設為1，將高于45灰度值的像素設為0；

第三步，對二值化圖像進行去噪處理；

第四步，尋找圖像中的黑線輪廓，將輪廓標記于圖像之中，對圖像進行感興趣區域的裁剪，將此區域之外的像素值等于0；

第五步，對圖像中所有的輪廓進行篩選，將選出的輪廓進行最小外接矩形，最小外接矩形是一個細長的長方形，依據此長方形的幾何特征，作為輪廓篩選的依據，得出唯一的黑色循跡線的輪廓信息；

第六步，通過建立循跡線的近似直線方程，選擇畫面中輪廓線最底端中點作為直線A(X1,Y1)點，畫面中豎直方向三分之一處區間的輪廓線中點為B(X2,Y2)點，利用兩條直線的如下夾角公式求出兩條直線的夾角a，直線的截距b直接用A點橫坐標與畫面長度的二分之一求差得出。

Ax+By+C＝0