[发明专利]一种基于颜色模式与辅助识别的室内机器人导航与定位方法

权利要求书

1.一种基于颜色模式与辅助识别的室内机器人导航与定位方法，其特征在于室内机器人定位的方法按照以下步骤进行：

步骤1，预先测定，当机器人处于正确行驶的姿态时，唯一标识装置位于呈现在摄像头(3)下的中心位置，将这个中心位置标记为P_t(x_t,y_t),记为标准中心位置；

步骤2，当机器人在移动的时候，摄像头(3)捕捉到地面的唯一标识装置图形编码信息；

步骤3，经过视频信息分析处理模块(4)的处理，得到四个不同的颜色模式的中心位置，标识为P₁(x₁,y₁),P₂(x₂,y₂),P₃(x₃,y₃),P₄(x₄,y₄)；

步骤4，使用步骤3中两个不相邻的中心点，经过计算，得到唯一标识装置的中心位置P_r(x_r,y_r),称作唯一标识装置中心位置：

x_r＝(x₁+x₃)/2或者x_r＝(x₂+x₄)/2，y_r＝(y₁+y₃)/2或者y_r＝(y₂+y₄)/2；

步骤5，根据唯一标识装置中心位置P_r和标准中心位置P_t的比较,得到机器人的偏移量Δ_x＝x_t–x_r，Δ_y＝y_t–y_r；

步骤6，结合偏移量和唯一标识所对应的绝对地理位置地址，得到机器人的真实位置；

室内机器人视宽判定的方法如下：

步骤1，预先测定机器人安全无障碍通过的通道或者门的宽度；

步骤2，机器人前进的时候，位于机器人前端的摄像头(3)捕获视频信息，经过视频信息分析处理模块(4)处理后，得到位于入口两侧的颜色模式在机器人坐标中的位置记为P₁(x₁,y₁)和P₂(x₂,y₂)， 根据这两个点的位置得到两点之间的平面距离D:

D＝|x₁-x₂|

步骤3，将得到的距离D与预先测定的安全宽度相比较，如果大于或者相等，则通过，否则不通过；

室内机器人导航的方法如下：

步骤1，预先测定，当机器人处于正确行驶的姿态时，唯一标识装置位于呈现在摄像头(3)下的中心位置，将这个中心位置标记为P_t(x_t,y_t),称为标准中心位置；

步骤2，当机器人要放置到地面上的时候，需要放置在指定的区域里面，保证摄像头(3)捕捉到地面的唯一标识装置图形编码信息；

步骤3，经过视频信息分析处理模块(4)的处理，得到四个不同的颜色模式的中心位置,标识为P₁(x₁,y₁),P₂(x₂,y₂),P₃(x₃,y₃),P₄(x₄,y₄),以及四个颜色模式的排列角度Θ₁，Θ₂，Θ₃，Θ₄；

步骤4，使用其中两个不相邻的中心点，经过计算，得到唯一标识装置的中心位置P_r(x_r,y_r),称为唯一标识装置中心位置：

x_r＝(x₁+x₃)/2或者x_r＝(x₂+x₄)/2，y_r＝(y₁+y₃)/2或者y_r＝(y₂+y₄)/2；

步骤5，根据唯一标识装置中心位置P_r和标准中心位置P_t的比较，得到机器人的偏移量Δ_x＝x_t–x_r，Δ_y＝y_t–y_r；

步骤6，根据偏移量，算出机器人需要调整的两个车轮的输出，从而实现机器人的直线行走Ratio_L＝Ratio_D+Δ_x×Gain，Ratio_R＝Ratio_D-Δ_x×Gain，其中Ratio_L和Ratio_R分别代表两个车轮的PWM数值，Ratio_D代表前进的PWM最大值，Gain为经验增益，根据实际情况进行测定；

步骤7，根据四个角度，测算出机器人当前的姿态和朝向，从而实现机器人的自身原地旋转任意角度Ratio_L＝Ratio_D+(Θ_t-Θ₁)×Gain，Ratio_R＝Ratio_D-(Θ_t-Θ₁)×Gain，其中Θ_t为目标角度，Ratio_L和Ratio_R分别代表两个车轮的PWM数值，Ratio_D代表前进的PWM最大值；Gain为经验增益，需要根据实际情况进行测定。