[发明专利]基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统，其特征是，它包括机器人本体，在机器人本体的前部设有用于采集前行道路上的环境信息图的图像采集系统；

图像采集系统：图像采集系统采集机器人前行道路上的环境图像，然后将采集的图像通过网络传输系统上传给视觉分析系统，图像采集系统包括双目摄像机，双目摄像机通过传输线连接到图像采集卡，然后通过有线连接到网络传输系统上；

网络传输系统包括无线网桥，无线路由器、接收器，将图像采集系统采集的图像信息通过无线网络传输至后台处理平台；所述后台处理平台包括视觉分析系统和路径规划系统；

视觉分析系统：根据图像采集系统采集的双目图像信息及摄像机内外参数信息，通过逆向投影理论及三维重构技术实现对变电站道路区域内的障碍物的检测，并将信息传输至机器人控制系统，视觉分析系统基于后台计算机，通过无线网络获取前方采集的图像数据，将分析结果发送给路径规划系统；

路径规划系统：根据视觉系统检测的环境信息，构建二维占据地图，进行路径规划，出现障碍物时，对机器人行走路线及时做出调整，避免机器人与障碍物发生碰撞，然后将路径信息通过网络传输系统下发到机器人控制系统；

机器人控制系统：通过无线网络，接受当前机器人运动信息，下发至机器人运动平台，机器人控制系统根据路径规划系统规划的路径控制机器人本体移动，机器人控制系统运行平台为工控机。

2.如权利要求1所述的双目视觉导航系统，其特征是，所述视觉分析系统、路径规划系统运行的硬件平台为计算机。

3.利用权力要求1所述的一种基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统的视觉导航方法，其特征是，具体步骤为：

步骤一：采集双目环境图像，通过图像解析，畸变校正，立体校正获得去除了畸变效果、且像素匹配关系约束在相同的Y轴的双目图像；

步骤二：将校正后的图像逆向投影变换，将左目图像和右目图像投影到地平面上，并将重新投影后的左目图像和右目图像的像素做差，并对差值图像做Canny边缘检测，然后，使用Hough直线检测出道路区域和道路边缘；

步骤三：在确定道路区域与道路边缘后，在图像中道路区域内根据区域的灰度区域相关性确定左目图像和右目图像的匹配关系；然后，根据左目图像和右目图像的匹配关系生成视差图，统计视差图的直方图，对视差图进行直方图分割，并判断左目图像和右目图像中有无障碍物；如果存在障碍物，则进行步骤四，否则，返回步骤一；

步骤四：根据分割得到的障碍物区域、摄像机标定信息确定得到障碍物的三维信息，根据障碍物的三维信息确定障碍物区域的尺寸和平均距离；

步骤五：将检测到的障碍物信息传输至机器人控制系统，根据新的障碍物信息更新地图，根据已存在的路径信息，路径规划系统对机器人下一步移动方向进行规划，机器人控制系统根据当前的机器人行驶方向及速度输入到移动平台驱动器，实现机器人移动，当无法执行下一步操作时，机器人停止，并上报信号给上位机，如果可以执行，重复步骤一。