[发明专利]家居环境下门识别定位方法、系统以及机器人

说明书

本发明提供了一种家居环境下门识别定位方法、系统以及机器人，通过提取双目传感器采集的左图像中的第一竖线特征以及右图像中的第二竖线特征；根据第一竖线特征以及第二竖线特征提取多个疑似门，并对所有疑似门进行分析，获得有效疑似门；获取有效疑似门在世界坐标系中的方位特征；重复执行以上步骤，得到多次提取的有效疑似门在世界坐标系中的方位特征；从所有有效疑似门中选择置信度最大的有效疑似门作为待识别门。可有效提高对门的识别定位成功率，且便于推广。

技术领域

本发明涉及机器人视觉技术领域，尤其是涉及一种家居环境下门识别定位方法、系统以及机器人。

背景技术

对于服务机器人，自主导航通常是必要的功能。虽然家居环境是高度结构化的环境，但机器人在该环境下的感知仍是一个具有挑战力的问题。门是家居环境中连接两个房间的拓扑性标记节点，对门的识别和定位可以有效地帮助机器人感知周边环境结构、进行地图构建、定位和导航。因此对家居环境门识别定位的能力对机器人的自主导航具有极其重要的意义。

目前，研究家居环境下门的定位通常采用声呐传感器或激光雷达传感器获得机器人前进方向上是否有深度突变区，并结合已知地图信息实现对开着的门定位；还可以采用RGB-D传感器，通过对门的特征进行提取，并结合视野中各物体的深度信息实现对门的定位。

但上述方法分别采用的声呐传感器或激光雷达传感器、RGB-D传感器价格较高，所以带有上述传感器的机器人很难推广到各个经济阶层的家庭中，而且不能对关着的门实现定位。

综上，现有的对家居环境门识别定位的方法不能兼顾准确性、利于推广以及不受局限等特点，还不够完善。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供家居环境下门识别定位方法、系统以及机器人，以缓解了现有的对家居环境门识别定位的方法不够完善的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种家居环境下门识别定位方法，所述方法应用于设置有双目传感器的机器人，包括：

获取双目传感器采集的当前视野内的左图像和右图像，并提取所述左图像中的第一竖线特征以及所述右图像中的第二竖线特征；

根据所述第一竖线特征以及所述第二竖线特征提取多个疑似门，并对所有所述疑似门进行分析，获得有效疑似门；

根据机器人在世界坐标系中的坐标和所述机器人的视觉坐标系与机器人坐标系之间的转换关系得到所述有效疑似门在所述世界坐标系中的方位特征，其中，所述方位特征包括中心坐标和方向角；

当所述机器人位于不同位置时，重复执行以上步骤，得到多次提取的所述有效疑似门在所述世界坐标系中的方位特征；

从所有所述有效疑似门中选择置信度最大的有效疑似门，并将所述置信度最大的有效疑似门在所述世界坐标系中的方位特征作为待识别门的定位结果。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述从所有所述有效疑似门中选择置信度最大的有效疑似门，并将所述置信度最大的有效疑似门在所述世界坐标系中的方位特征作为待识别门的定位结果的步骤，包括：

根据各个所述有效疑似门的积分计算其置信度；

根据各个所述有效疑似门在所述世界坐标系中的中心坐标进行中心聚类，得到多个聚类结果；

根据所述有效疑似门的置信度计算每个所述聚类结果的置信度，并将置信度最高的聚类类别作为最优类别；

将从所述最优类别中计算得到的置信度最大的有效疑似门作为所述待识别门的定位结果。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据各个有效疑似门在所述世界坐标系中的中心坐标进行中心聚类，得到多个聚类结果的步骤，包括：