[发明专利]智能导航控制系统及方法

权利要求书

1.一种智能导航控制系统，其特征在于，所述控制系统包括上位机以及移动机器人平台，所述上位机包括计算机和无线通讯装置，通过无线通讯方式与所述移动机器人平台通讯，所述移动机器人平台包括移动机器人本体、无线通讯单元、图像提取单元、嵌入式处理平台以及电源；所述嵌入式处理平台包括模数转换单元、图像处理单元以及导航控制单元；

所述移动机器人本体用于根据所述导航控制单元所提供的导航线进行运动；所述导航线为移动机器人本体运动时所遵循的预定路线；

所述图像提取单元用于在所述移动机器人本体启动后对目标区域进行图像/视频模拟信号的提取，并将所提取的图像/视频模拟信号发送至所述模数转换单元；

所述模数转换单元用于将所述图像/视频模拟信号进行模数转换，将转换后得到的图像/视频数字信号传送给所述图像处理单元；

所述图像处理单元用于对所述图像/视频数字信号进行分析，计算得到当前机器人本体运动路线的导航线偏差值，并发送至所述导航控制单元；

所述导航控制单元用于根据所述导航线偏差值来调整导航线，并将所述调整后得到的导航线数据发送给所述移动机器人本体。

2.如权利要求1所述的智能导航控制系统，其特征在于，所述移动机器人平台还包括避障传感器单元；

所述避障传感器单元用于检测所述机器人本体运动过程中周围出现的障碍物，并在出现障碍物的情况下通过I/O接口发送电平信号至所述嵌入式处理平台。

3.如权利要求1所述的智能导航控制系统，其特征在于，所述模数转换单元为数字信号处理器，包括用于执行多路图像/视频数据输入输出处理的数字信号处理芯片、多路数字输入输出接口、多路异步串口以及无线通讯接口。

4.如权利要求1所述的智能导航控制系统，其特征在于，所述图像处理单元包括图像预处理器以及导航线提取单元；

所述图像预处理器用于选择导航线颜色来对图像/视频数字信号进行预处理，弱化背景及噪声干扰，突出并得到导航线上若干个已知点的数据；

所述导航线提取单元用于按照预设规则对所述若干个已知点的数据进行投票求得当前机器人本体运动路线的直线斜率，并将该直线斜率转化为角度，基于该角度来提取单条或多条路线的导航线偏差值。

5.如权利要求1所述的智能导航控制系统，其特征在于，所述导航线偏差值包括导航线偏移距离和偏移角度。

6.如权利要求1所述的智能航控制系统，其特征在于，所述导航控制单元包括最优路径规划单元以及机器人本体控制单元；

所述最优路径规划单元用于以当前导航线作为参考值，根据所述导航线偏差值采用神经网络-预描点的方式对导航线进行机器人本体速度以及转弯角度的调整，并将调整后得到的导航线数据发送给所述机器人本体控制单元；

所述机器人本体控制单元用于根据神经网络-预描点的方式，结合调整后得到的导航线数据对机器人本体进行运动状态的控制。

7.如权利要求2所述的智能导航控制系统，其特征在于，所述避障传感器单元为红外光电传感器，其包括集发射器与接收器，用于采用输出电平信号的方式对障碍物进行检测。

8.一种智能导航控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

S1：机器人本体根据导航线进行运动；

S2：采集机器人本体运动过程中当前的图像/视频模拟信号；

S3：对所述图像/视频模拟信号进行模数转换，输出图像/视频数字信号；

S4：对所述图像/视频数字信号进行分析，得到导航线偏差值；

S5：根据所述导航线偏差值对当前导航线数据进行机器人本体速度以及转弯角度的调整；

S6：机器人本体根据调整后得到的导航线数据进行运动。

9.如权利要求8所述的智能导航控制方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：在机器人本体运动过程中，检测所述机器人本体运动过程中周围出现的障碍物，若发现障碍物，则通过I/O接口向嵌入式处理平台发送电平信号，并指示机器人本体停止运动。