[发明专利]一种基于陀螺仪和深度值计算粮堆高度的识别方法

权利要求书

1.一种基于陀螺仪和深度值计算粮堆高度的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：机器人在移动时通过陀螺仪记录的偏转角θ找出地势低洼的地点，并移动到该地点；

步骤1.1：设定偏转角等级，根据用户设定的旋转角等级将陀螺仪记录的偏转角进行分类，等级低代表偏转角度小；

步骤1.2：机器移动时陀螺仪会记录偏转角的变化，在记录的所有等级内找出等级小的地点，选定该地点为在粮仓的环境中地势低洼的地方，并移动至该地点；

步骤2：通过机载陀螺仪及摄像头采集粮堆图像的深度图及机器相对于水平的偏转角θ；

通过相机主动发射调制过的光源到目标面上，然后观察计算反射回来的对应光，发射和反射光之间的相位差通过脉冲调制方法获得距离最终得到深度图；而机器相对于水平方向的偏转角直接读取陀螺仪此时记录的θ；

步骤3：通过深度值识别周边各个粮堆的轮廓；设定深度值为标识320*240个像素点的距离，通过机器学习中聚类的方法将同一类的深度像素点聚在一起，同时将每块物体像素点的深度平均值记为通过每个像素点与临近的8个像素点的深度差值再与此像素点深度值与的差值比较，得出阈值判断320*240个像素点是否大于阈值α，是，则此像素点不是物体内部的像素，否，则此像素点是物体内部的像素，判断出每个像素点的归属，计算公式如下：

其中，w_f表示权重，1.5≤w_f≤2；i、j分别代表320*240像素中的行和列；l代表行的偏移量；k列的偏移量；abs[*]代表取绝对值；depth(*)代表深度值；

步骤4：计算出粮堆高度H₂；根据粮堆高度，抛粮装置将粮堆处的粮食向低洼处进行抛粮作业。

2.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪和深度值计算粮堆高度的识别方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤如下：

步骤4.1：找出摄像头距离粮堆最高点的距离D_h、摄像头距离粮堆底部的距离D_l，粮堆中心点的距离用代替，得到摄像头与粮堆最高点的夹角α₁，计算出摄像头与粮堆底部的夹角为α₂，得到非真实粮堆高度H₁，计算公式如下：

式中：α₂为摄像头与粮堆底部的夹角；

步骤4.2：建立非真实粮堆高H₁、机器相对于水平方向的偏转角θ与粮堆高度H₂的关系式，得出粮堆高度H₂，计算公式如下：

H₂＝H₁*cosθ。