[发明专利]室内机器人视觉定位系统

说明书

本发明涉及机器人导航领域，具体提供了一种室内机器人视觉定位系统，旨在解决如何准确地对室内机器人进行定位的技术问题。为此目的，本发明中的室内机器人视觉定位系统包括路标装置、图像获取装置和服务器；路标装置包括多个无源路标，无源路标包括多个用于设置标志点的标志位；图像获取装置用于获取原始图像并传输给服务器；服务器包括用于判断原始图像中是否存在无源路标的第一判断模块，用于获取最优无源路标的ID编码、并判断其是否存在于预设数据库中以及获取最优无源路标处于水平状态时各标志点中心的像素坐标的第二判断模块，用于获取最优无源路标的最优无源路标获取模块和用于获取机器人在世界坐标系下的坐标的机器人坐标获取模块。

技术领域

本发明涉及机器人导航领域，具体涉及一种室内机器人视觉定位系统。

背景技术

室内机器人定位是完成导航等任务的重要保障，其能够根据当前的观测数据，结合先验的地图信息，得到准确的机器人位姿信息。

当前，根据路标类型可以将机器人视觉定位划分为自然路标定位和人工路标定位。自然路标定位是指利用环境中现存的特征进行定位，不需要对环境进行布置，但定位算法复杂且鲁棒性差。人工路标定位是指在环境中安装人为设计的特征标志进行定位，该方法计算量小，精度高且鲁棒性强。

具体地，人工路标主要包括自然光路标和红外路标。自然光路标在普通视觉传感器下即可工作，但需要室内有充足光照。红外路标包括有源红外路标和无源红外路标。有源红外路标是通过主动发射红外光线实现路标定位。无源红外路标是在路标上涂抹红外反光材料，并结合红外滤光片和红外光源实现路标定位，其可以适应任意光照的环境。红外路标虽然克服了对光照条件的限制，但是红外路标还存在下述缺陷：1、有源红外路标的每块路标都需要单独供电，且安装复杂。2、在采用基于标志点之间的垂直关系的定位方法时，若发生机器人摇晃或路面不平坦的情况，将会极大地降低定位准确性。3、圆形标志点排列组成的无源红外路标缺乏对噪声的鲁棒性，例如，当将路标置于日光灯周围时，可能会产生类似路标的噪声区域，导致误识别的情况。4、定位过程中，在依据标志点大小判断路标方向时，由于标志点反光出现的膨胀现象后可能会导致标志点粘连，从而影响定位效果。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何准确地、鲁棒地对室内机器人进行定位的技术问题，本发明提供了一种室内机器人视觉定位系统。

本发明中的室内机器人视觉定位系统包括路标装置、图像获取装置和服务器；所述路标装置包括多个无源路标，且所述多个无源路标设置在预设空间的预设位置处，其中，所述无源路标包括多个标志位，所述标志位用于设置标志点；所述服务器包括第一判断模块、第二判断模块、最优无源路标获取模块和机器人坐标获取模块；

所述图像获取装置，配置为获取所述预设空间的原始图像，并将所获取的原始图像传输给所述服务器；

所述第一判断模块，配置为判断所述服务器接收到的原始图像是否存在无源路标；

所述最优无源路标获取模块，配置为在所述第一判断模块判断为原始图像中存在无源路标的情况下，获取所述原始图像中的最优无源路标；

所述第二判断模块，配置为获取所述最优无源路标获取模块所获取的最优无源路标的ID编码，并判断所述最优无源路标的ID编码是否存在于预设数据库中，以及获取所述最优无源路标处于水平状态时各标志点中心的像素坐标；所述预设数据库包括无源路标的ID编码、无源路标在水平状态下的各标志点中心在世界坐标系下的坐标，以及各标志点中心在第一坐标系下的坐标；所述第一坐标系是所述无源路标在水平状态下，以位于所述无源路标首行首列位置的标志位的中心为原点，以位于所述无源路标首行首列位置的标志位的中心的水平方向的中垂线所在直线为X坐标轴，以及以位于所述无源路标首行首列位置的标志位的中心的垂直方向的中垂线所在直线为Y坐标轴的三维坐标系；