[发明专利]一种基于机器视觉的机器人巡线导航系统

说明书

本发明属于机器人导航技术领域，公开了一种基于机器视觉的机器人巡线导航系统，包括预定巡线、平行于预定巡线设置的导航标记和视觉机器人；所述视觉机器人包括：视觉机器人本体；视觉图像采集模块，安装于视觉机器人本体上靠近导航标记的一侧，并沿三个方向采集所述视觉机器人周围的图像信息；其中，在第一方向上采集导航标记图像信息或障碍图像信息，在第二方向和第三方向上采集障碍图像信息，且第二方向与第一方向相互垂直，第一方向位于第二方向与第三方向之间，且第一方向与第三方向之间的夹角为30°‑90°中的任一角度；图像处理模块；主控模块；综上，使得本发明具有建造成本简单、导航及避障准确性高的优点。

技术领域

本发明属于机器人导航技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的机器人巡线导航系统。

背景技术

巡线导航是一种常用的机器人导航方法，其原理是，在地面上设置导航线，机器人识别导航线沿导航线运动。传统的巡线导航方法中，采用磁导引、电磁感应等导引方式，这些方法均涉及到磁条导轨的铺设，需要对现有环境进行改造，成本大且易受安装环境内电磁场的影响，易出现导航失败的问题。

另外，若导航线上出现障碍物时，机器人还需具备准确避障的功能。现有技术中，在执行机器人的避障操作时，首先需要获取巡线上障碍物的外轮廓，然后基于外轮廓外置得到避障路线，而障碍物的外轮廓一般基于机器人的视觉系统获得，当障碍物较大或外观形状较为复杂时，一方面存在避障路线的计算复杂性被大大提升，影响机器人避障效率的问题，另一方面还存在难以准确获取其外轮廓的问题，此时则极易出现避障失败的现象。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的机器人巡线导航系统，具体在机器视觉的配合下形成实时引导式导航和避障，从而有效解决现有技术中存在导航及避障失败的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的机器人巡线导航系统，包括预定巡线、平行于预定巡线设置的导航标记和视觉机器人；所述视觉机器人包括：

视觉机器人本体；

视觉图像采集模块，安装于所述视觉机器人本体上靠近导航标记的一侧，并沿三个方向采集所述视觉机器人周围的图像信息；其中，在第一方向上采集导航标记图像信息或障碍图像信息，在第二方向和第三方向上采集障碍图像信息，且第二方向与第一方向相互垂直，第一方向位于第二方向与第三方向之间，且第一方向与第三方向之间的夹角为30°-90°中的任一角度；

图像处理模块，基于视觉图像采集模块采集的图像信息，分析处理获得所述视觉机器人本体到导航标记或障碍的实际距离；

主控模块，嵌入于所述视觉机器人本体内部，并基于图像处理模块的分析处理结果控制所述视觉机器人本体沿预定巡线航行、矫正或避障。

优选的，所述预定巡线与导航标记之间的各点距离均相等，且该距离为预定距离。

优选的，所述第一方向以视觉机器人本体为起点，以导航标记为终点，并经过预定巡线上与终点相对应的标点，且标点与终点之间的距离为预定距离。

优选的，所述第二方向以视觉机器人本体为起点，向视觉机器人航行前方延伸，且在第二方向上设置标准避障距离。

优选的，所述第三方向以视觉机器人本体为起点，向视觉机器人航行后方延伸，且第一方向与第三方向之间的夹角为60°-90°中的任一角度。

优选的，所述主控模块中包括储存单元、对比单元和控制执行单元，其中：

所述储存单元内储存有导航标记与预定巡线之间的预定距离、视觉机器人本体与障碍之间的标准避障距离；

所述对比单元进行所述视觉机器人本体到导航标记的实际距离与预定距离之间的对比、及所述视觉机器人本体到障碍的实际距离与标准避障距离之间的对比；