[发明专利]基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法

说明书

本发明公开了一种基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法，它包括电梯面板样本训练过程和电梯面板识别过程，所述电梯面板样本训练过程用以获取电梯面板样本中按钮的布局和坐标并对电梯面板样本中的按钮进行功能设置，所述电梯面板识别过程用以获取所要识别电梯面板中按钮的布局和坐标，并结合电梯面板样本中的按钮功能来对所要识别电梯面板中每个按钮进行定位和识别。本发明的方法简单但是可靠高效，可在短时间内完成按钮的定位和识别，对于机器人自助上下直梯有重要的帮助。

技术领域

本发明涉及一种基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法，属于电梯按钮智能识别技术领域。

背景技术

最近，对于代替人进行基本作业的移动机器人的研究出现了许多进展。导航、人机交互、定位和地图构建等课题在工业和家庭中的应用也得到研究，移动式服务机器人更是人们研究的热点。

移动式服务机器人常用于在室内进行物品传送，如在医院中传送医疗器械和药品、在旅馆中为旅客提供相关物品等。同移动机器人一样，导航是移动式服务机器人的核心和关键。机器人在进行室内导航时，为了完成跨越楼层的作业，必然会面临跨楼层导航，这就需要机器人有自主乘坐电梯的能力。在欧美等发达国家对服务机器人的研发起步较早，而且有很多知名的外国公司如Aethon、Savioke等都开发出了自己的服务型机器人(如TUG和Relay)，并成功应用于医院和旅馆内的物品传递。以上这些机器人它们都是通过无线或蓝牙的方式呼叫电梯，需要对电梯内部系统进行改装，并且像TUG这样的机器人乘坐电梯时，人类是不能与其一同乘坐的。

如果能够让机器人利用视觉方法自主检测和识别电梯按键区域和各个按钮，自行控制其机械臂来操控电梯面板，便可以将机器人在不影响人类正常使用电梯的同时到达的目的楼层，但目前还未有能够实现该目的电梯按钮定位和识别方法。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法，其能够实现对电梯按钮的定位和识别，且能够保证电梯面板定位和识别的准确性，为机器人操作电梯按钮创造了条件，也为服务型机器人提供很好的应用价值。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明的一种基于人工标志和几何变换的电梯按钮定位和识别方法，它包括电梯面板样本训练过程和电梯面板识别过程，所述电梯面板样本训练过程用以获取电梯面板样本中按钮的布局和坐标并对电梯面板样本中的按钮进行功能设置，所述电梯面板识别过程用以获取所要识别电梯面板中按钮的布局和坐标，并结合电梯面板样本中的按钮功能来对所要识别电梯面板中每个按钮进行定位和识别。

优选地，所述电梯面板样本训练过程包括以下步骤：

步骤1：通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域；

步骤2：求解变换矩阵；

步骤3：利用变换矩阵通过双线性插值法将电梯面板区域透视变换为矩形；

步骤4：对变换为矩形的电梯面板进行投影，获得电梯面板中按钮的布局和坐标；

步骤5：对电梯面板中的按钮进行功能设置。

优选地，所述电梯面板识别过程包括以下步骤：

步骤1：通过人工标志确定电梯按钮图像中电梯面板区域；

步骤2：求解变换矩阵；

步骤3：利用变换矩阵通过双线性插值法将电梯面板区域透视变换为矩形；

步骤4：对变换为矩形的电梯面板进行投影，获得电梯面板中按钮的布局和坐标；

步骤6：根据获得电梯面板中按钮的坐标，并结合电梯面板样本训练过程中获得电梯面板中的按钮功能信息实现对每个按钮的定位和识别。