[發明專利]一種基于激光與視覺識別導航的機器人控制方法

在審

• 申請號: 202210165433.7
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114237264A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 梁貴軒;周可佳;高士杰
• 申請（專利權）人: 博學寬行（成都）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06T7/90;G06T7/73;G06T7/246;G06T5/40;G06K9/62;G06V10/74
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 劉艷均

本發明公開了一種基于激光與視覺識別導航的機器人控制方法，屬于智能機器人技術領域，解決了機器人在導航中容易產生偏移誤差的問題，包括深度視覺識別控制方法、視覺跟隨控制方法和視覺巡線控制方法；深度視覺識別控制包括：深度信息提取；視覺定位導航；視覺避障；視覺跟隨控制包括：初始化階段；搜索階段；決策階段；重采樣階段；依次循環進行，實現目標的動態跟蹤；視覺巡線控制通過視覺攝像頭識別路徑上的目標顏色線軌，將線軌位置信息反饋至上位機，上位機根據視覺反饋線軌位置信息進行PID控制調節，PID控制調節包括：調節當前誤差；預測未來誤差；糾正過去誤差。本發明用于機器人導航控制，尤其是基于激光與視覺識別的精準導航。

技術領域

本發明屬于智能機器人技術領域，具體涉及一種基于激光與視覺識別導航的機器人控制方法。

背景技術

機器人是一種能夠半自主或全自主工作的智能機器。機器人具有感知、決策、執行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜的工作，提高工作效率與質量，服務人類生活，擴大或延伸人的活動及能力范圍。

目前各類工業機器人、服務型機器人已經廣泛應用于社會生產、生活的各個方面，為生產生活帶來了極大的便捷。其中應用最廣泛的是應用于各類搬運、巡檢、清掃等應用場景的機器人設備。在機器人設計開發領域中，機器人自動行走系統是各類機器人產品開發的重點，直接影響機器人行走路線規劃、自動導航、自動巡航等功能，該自動行走系統多為輪式結構，根據應用場景不同可使用多種底盤結構，該類自行走底盤搭載攝像頭、機械臂、清潔裝置等設備后，將直接轉化為各類工業、服務類機器人。

現有技術中的機器人，其控制系統中對于導航精準度的偏差計算和糾正的方法存在不足，導致機器人在控制中容易產生行進偏移誤差，而通過常見的控制方法難以克服。

發明內容

本發明的目的在于：

為解決現有技術中的機器人在導航中容易產生偏移誤差的問題，提供一種基于激光與視覺識別導航的機器人控制方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于激光與視覺識別導航的機器人控制方法，包括深度視覺識別控制方法、視覺跟隨控制方法和視覺巡線控制方法；

深度視覺識別控制方法包括如下步驟：

S1、深度信息提取:深度視覺攝像頭將所采集到的圖像通過雙目攝像頭進行景深探測和數據收集；

S2、視覺定位導航: 機器人開機，視覺里程計開始工作, 記錄從開機位置起的定位信息, 機器人運動過程中, 將空間中的特征點信息、二維的地圖信息記錄到機器人地圖中，形成全局地圖；

S3、視覺避障：機器人根據視覺傳感器的數據，對靜態障礙物、動態障礙物進行躲避，維持向目標方向運動；

視覺跟隨控制方法包括如下步驟：

（1）初始化階段：通過人工指定跟蹤目標，由程序計算跟蹤目標的特征，從而使機器人提取跟蹤目標特征；

（2）搜索階段：獲取目標特征后，在場景中分撒搜索粒子以搜索目標對象；

（3）決策階段：分撒出去的每個粒子返回其所處位置的圖像信息，設N號粒子的圖像像素坐標是(Xn,Yn)，它報告的相似度是Wn，判斷目標最近的像素坐標為X = sum(Xn*Wn),Y = sum(Yn*Wn)；

（4）重采樣階段：為搜索到目標的新位置，根據重要性重采樣，再次分撒粒子進行搜索，根據上一幀各個粒子返回的相似度報告，判斷各粒子的相似度，在相似度最高的粒子處增多粒子的分撒，在相似度最低的粒子處減少粒子的分撒；

完成步驟（4）后，從步驟（2）開始繼續依次循環進行，實現目標的動態跟蹤；

視覺巡線控制方法通過視覺攝像頭識別路徑上的目標顏色線軌，并將線軌位置信息反饋至上位機，上位機根據視覺反饋線軌位置信息進行PID控制調節，所述PID控制調節包括如下步驟：

a、調節當前誤差：根據測量實際值計算坐標誤差，控制走行系統的轉速從而調節誤差；