[发明专利]用于移动机器人设备的视觉导航系统和方法

权利要求书

1.一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：包括相机(1)、固定支架(3)、光源(4)、信息标签和色带(6)，在视觉导航平台上放置有二维码标签(5)/一维码标签(7)的信息标签，信息标签(5、7)之间设置有色带(6)，视觉导航平台上方设有固定支架(3)，固定支架(3)上安装有相机(1)和光源(4)，光源(4)朝下照射，相机(1)的镜头(2)朝下方，固定支架(3)连接在移动机器人设备上。

2.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：移动机器人设备实时通过相机(1)采集带有信息标签/色带(6)的视觉导航平台表面图像，控制带动移动机器人设备自身沿平行于视觉导航平台的平面水平移动，即固定支架(3)及其上的相机(1)和光源(4)也运动实现实时视觉检测和导航移动。

3.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：所述相机(1)在光源(4)的均匀照射下，对信息标签和色带进行拍照，获取包含有信息标签和色带在图像视野范围内相对位置的图像，并将图像传给图像处理单元。

4.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：所述的信息标签为二维码标签(5)和一维码标签(7)的一种或者两者的混合采用。

5.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：所述的二维码标签(5)/一维码标签(7)带有移动机器人设备导航移动下的站点编号信息。

6.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航系统，其特征在于：所述相机(1)为工业面阵CCD彩色相机，所述光源(4)为工业相机环形光源。

7.一种用于移动机器人设备的视觉导航方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一所述装置，相机(1)在光源(4)的均匀照射下，对信息标签和色带进行拍照采集图像，将图像传送到图像处理单元，通过图像处理单元进行图像处理获得站点编号、移动机器人的位姿偏差值和色带角度值的导航信息，同时利用导航信息实现导航运动；通过所述二维码标签(5)获得移动机器人的位姿偏差值，计算过程具体为：先将图像经过边缘检测获得边缘轮廓，再利用霍夫直线拟合边缘轮廓，提取出二维码边缘轮廓线，获得二维码边缘轮廓线的对角线及其对角坐标值，求出对角线斜率和中心点坐标值，对角线斜率和移动机器人自身的角度朝向比较偏差作为角度偏离值，中心点坐标值和移动机器人自身的中心标定坐标之间比较偏差作为X偏移坐标和Y偏移坐标；通过所述色带(4)获得色带角度值，计算过程具体为：先将图像经过边缘检测获得边缘轮廓，再利用霍夫直线拟合边缘轮廓，提取出色带边缘直线，获得色带边缘直线的两端坐标，最后计算求出色带的中心线和倾斜角度，倾斜角度作为色带角度值。

8.根据权利要求7所述的一种用于移动机器人设备的视觉导航方法，其特征在于：

A)当视觉导航平台均贴上二维码/一维码的信息标签以及色带时，单独以信息标签和色带结合导航方式工作；

B)当视觉导航平台无贴上二维码/一维码的信息标签但贴上色带时，单独以色带导航方式工作；

C)当视觉导航平台无贴上色带但贴上二维码/一维码的信息标签时，单独以二维码/一维码的信息标签导航方式工作。