[发明专利]一种基于视觉成像的定位导航装置及定位导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维建模纹理采集技术领域，尤其涉及一种基于视觉成像的定位导航装置及定位导航方法。

背景技术

现有的中国专利数据库中公开了一种基于视觉的组合导航机器人及导航方法，其专利申请号为：201210191698.0，申请日为：2012.06.12，公告号为：CN 102789233 B，公告日为：2016.03.09，其方法包括有下述步骤：所述基于视觉的组合导航机器人包括四轮驱动小车，所述小车车体上安装彩色数码摄像机；车体的前端和后端各安装若干个超声波传感器，超声波传感器呈扇形分布，用于检测机器人周围障碍物距离信息；车体内部安装陀螺仪，用来检测机器人姿态信息；四个光电编码器分别安装在四套伺服驱动电机上，作为里程计使用；电机控制器；每个车轮上配备一套伺服驱动电机；机器人车体控制系统计算机，用于保证图像处理和控制的实时性；机器人通讯系统，用于以无线通信方式与远程操作台通讯；其特征在于，所述导航方法包括以下步骤：在所述机器人车体控制系统计算机内设置路径参数，所述路径参数包括机器人距离车道线距离、距离道路边缘的距离，机器人距离转弯标识的距离；机器人通过摄像机采集图像信息，寻找车道线，如果识别到车道线，则沿车道线行走；如果找不到车道线，则寻找道路边缘的植被分界线，如果识别到道路边缘的植被分界线，则沿着该道路边缘行走；如果识别到转弯标识，则进行转弯；所述机器人直线行驶时，通过摄像机检测出的车道线实时计算当前小车和车道线之间的第一横向位移和第一行驶角度偏差；实时用光电编码器和陀螺仪的数据计算当前小车和车道线之间的第二横向位移和第二行驶角度偏差；所述横向位移即为机器人中心与车道线或道路边缘的垂直距离，行驶角度偏差即为机器人当前行驶方向和欲行驶的规划路线之间的夹角；将每次获取的根据视觉计算出的小车和车道线之间的横向位移以及行驶角度偏差数据与用光电编码器和陀螺仪的计算出的当前小车和车道线之间的横向位移以及行驶角度偏差数据相比较；如果第一横向位移与第二横向位移的偏差大于第一位移偏差设定值，或者第一横向位移与第二横向位移的偏差小于第二位移偏差设定值并且第一行驶角度偏差与第二行驶角度偏差大于角度偏差设定值，则小车的直线行走采用光电编码器和陀螺仪计算的数据纠偏，否则采用根据视觉计算出的数据导航。其不足之处在于：该导航装置和导航方法过于复杂，投入成本过高，浪费资源，实用性不强。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种投入少、实用性强的基于视觉成像的定位导航装置及定位导航方法。

为了实现上述目的，本发明一种基于视觉成像的定位导航装置所采取的技术方案：

一种基于视觉成像的定位导航装置，包括有用于采集图像的超清摄像机和用于图像比对的微处理器。

本发明工作时，首先移动平台上的超清摄像机采集图像，将采集的图像传送给微处理器，微处理器将采集的图像与历史影像进行匹配确定移动平台的具体位置，最后微处理器根据移动平台目前具体位置，同时结合历史路径信息，微处理器制定导航方案。与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于超清摄像机与微处理器相互配合，可以有效地确定移动平台的具体位置，同时微处理器根据确定的具体位置结合历史路径信息制定导航方案，该装置投入少、实用性强且安全可靠。

进一步地，所述的微处理器上设有用于播报路径的蜂鸣器。

本发明还提供了与一种基于视觉成像的定位导航装置相对应的定位导航方法，该定位导航方法所采取的技术方案：

一种基于视觉成像的定位导航方法，基于视觉成像的定位导航方法包括下列步骤：

步骤一：数据采集阶段，采集人员控制超清摄像机进行拍摄，进行步骤二；

步骤二：数据初级处理阶段，根据步骤一中拍摄得到的资料，微处理器先提取影像特征，然后将提取的影像特征与历史影像进行匹配，判断提取的影像特征与历史影像是否相同，如果判断结果为“是”，则进行步骤四；否则，进行步骤三；

步骤三：数据复杂处理阶段，根据步骤一中拍摄得到的资料，微处理器根据拍摄资料构建局部三维模型，然后微处理器将局部三维模型与历史影像进行立体匹配，如果判断结果为“是”，则进行步骤四；否则，说明该具体位置难以确定，结束流程；

步骤四：移动平台定位阶段，根据判断的结果为“是”，确定移动平台目前的具体位置，进行步骤五；

步骤五：移动导航阶段，根据步骤四确定的移动平台目前具体位置，同时结合历史路径信息，微处理器制定导航方案。