[发明专利]使用全向图像确定机器人位置的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体构思涉及一种确定机器人的位置的方法(即，定位机器人的方法)和设备，更具体地讲，涉及一种通过使用机器人上的全向(omni-directional)相机获取的全向图像来确定机器人的位置的方法和设备。

背景技术

通常，全向相机适用于获取全向图像，并且可获取在相机的周围的360度的图像。

近来，全向相机被安装到移动机器人上，以识别机器人的当前位置。

已经在1998年6月19日公布的第10-160463号日本早期公开专利(该专利通过引用包含于此)中公开了上述用于安装在移动机器人上的识别机器人的位置的全向相机的典型示例。上述第10-160463号日本早期公开专利在包含在运动空间中的特定位置上设置多个节点，将配备有全向相机的移动机器人移动到各个节点，并存储在各个节点获取的全向图像。其后，上述第10-160463号日本早期公开专利将移动机器人移动到特定位置，在所述特定位置获取全向图像，测量获取的全向图像和预先存储的每个节点的全向图像之间的相似度，并预测当前位置作为相应节点的起始点，从而可识别机器人的位置。

然而，上述第10-160463号日本早期公开专利使用绝对差和(SAD)相关值来测量在特定位置的机器人的当前全向图像和预先存储的每个节点的全向图像之间的相似度。使用SAD相关值的上述示例必须直接对在移动机器人的每个旋转角度获取的全向图像与在每个节点的全向图像进行比较，从而计算量与节点数量成比例地呈几何性增加。结果，不可能实时识别机器人的位置，并且由于由计算量的增加遇到的累计误差使用户难以正确识别机器人的位置。

此外，上述方法不能识别机器人的正确位置，并且被设计为仅粗略地预测哪个节点邻近机器人，结果用户难以识别机器人的正确位置。

发明内容

本发明总体构思提供一种确定机器人位置的方法，该方法容易地高速处理安装在机器人上的全向相机的全向图像与地图的参考节点获取的图像之间的相关系数，从而可基于用作起始点的参考节点容易快速地识别机器人的位置。

本发明总体构思还提供一种定位机器人的方法，所述方法使用基于安装在机器人上的全向相机的全向图像与在地图的参考节点图像之间的相关系数的粒子滤波的随机化方法，使测量数据对噪声和位置误差不敏感，正确地识别机器人位置，并快速地处理机器人突然移动或被移动到另一位置的不期望情况。

将在下面的描述中部分地阐述本发明总体构思的附加的方面和/或应用，部分地，通过描述将是清楚的，或可通过本发明总体构思的实践而得知。

可通过提供一种使用全向图像定位机器人的方法来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面及应用，所述方法包括：从机器人获取全向图像，从获取的全向图像提取预定的当前线，使用快速傅里叶变换(FFT)计算提取的机器人的当前线和预先存储的节点的每条界标线之间的相关系数，选择在该处计算的相关系数等于或大于预定值的节点；和基于选择的节点识别机器人的位置。

还可通过提供一种使用全向图像定位机器人的方法来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面及应用，所述方法包括：从机器人获取全向图像，从获取的全向图像提取预定的当前线，使用快速傅里叶变换(FFT)计算提取的机器人的当前线和预先存储的节点的每条界标线之间的相关系数，和基于计算的相关系数执行粒子滤波的随机化处理方法来识别机器人的位置。

还可通过提供一种使用安装在机器人上的全向相机来定位机器人的方法来实现本发明总体构思的前述和/或其他方面及应用，所述方法包括：在机器人可能位于的区域内为预定数量的节点设置一定数量的界标线，从机器人获取全向图像，从获取的图像提取当前线，计算当前线和每个节点的界标线之间的相关系数，和基于计算的相关系数确定机器人的位置。

可使用快速傅里叶变换(FFT)方法计算相关系数。

可通过下面的等式计算相关系数：