[发明专利]一种鱼眼双目立体视觉导航系统及扫地机器人

说明书

本发明公开了一种鱼眼双目立体视觉系统，包括红外发射器模块和鱼眼双目模块；所述鱼眼双目模块通过对红外发射模块在障碍物上投射的特殊光斑的特征及分布的视觉识别来判断障碍物，本发明通过鱼眼双目镜头提供的大视角可以采集更大范围内的视觉信息，使建图和定位的精确度和稳定性提高，在结合超大视角和向着斜上方的视线，可以在机器人旋转时维持机器人上方重叠的观测区域，可提高旋转时的定位能力，在暗室情况下，红外发射模块的主动补光，鱼眼双目模块的双目可以接收到此频段的光，可以使鱼眼双目模块的双目具有夜视能力。

技术领域

本发明涉及视觉导航技术领域，具体涉及一种鱼眼双目立体视觉导航系统及扫地机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，基于智能导航方案的室内机器人逐步进入人们的生活中。现在机器人导航基本采用激光导航、激光雷达+单目视觉或ToF融合方案，从而实现SLAM、避障等功能，但在实际使用时，其效果差强人意，主要问题体现在以下几点：SLAM(即时定位与地图构建)的精度和跟踪的稳定性差；视觉范围小，可操作空间小；采用额外传感器用于设备防撞及防跌落，成本高；避障能力差，其主要传感器多位于机器人顶部，其可视角度在垂直方向较小，无法实现大范围立体障碍物的检测，另外，多数机型对于近处的障碍物采用的是试探性碰撞的方式，此模式下房间内易碎物品的安全性难以保证。

发明内容

为此，本发明提供一种鱼眼双目立体视觉导航系统及扫地机器人，以解决现有技术中扫地机器人视觉导航精度和跟踪稳定性差、视觉范围小、避障能力差、额外传感器成本高等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明提供了一种鱼眼双目立体视觉导航系统，包括红外发射器模块和鱼眼双目模块；

所述鱼眼双目模块通过对所述红外发射模块在障碍物上投射的特殊光斑的特征及分布的视觉识别来判断障碍物。

进一步地，所述红外发射模块通过发射波长为780-980nm的波在障碍物上形成特殊光斑。

进一步地，所述鱼眼双目模块的双目观察区的视角场FOV角度为180°*180°。

进一步地，所述鱼眼双目模块的双目观察区通过算法分割成红外避障区域和同步定位建图SLAM区域。

根据本发明提供了一种鱼眼双目立体视觉导航扫地机器人，包括扫地机器主体，在所述扫地机器主体的边缘设置有用于安装鱼眼双目镜头的倾斜面，位于所述倾斜面底部的所述扫地机器主体侧壁上设置有红外发生器。

进一步地，所述红外发生器位于所述鱼眼双目镜头的两个镜头的中轴线上。

进一步地，所述鱼眼双目镜头在所述倾斜面的限制下提供的视觉场FOV中的水平视角HFOV为180°。

进一步地，所述鱼眼双目镜头在所述倾斜面的限制下提供的视觉场FOV中的垂直视角VFOV为180°。

本发明具有如下优点：

本发明通过鱼眼双目镜头提供的大视角可以采集更大范围内的视觉信息，使建图和定位的精确度和稳定性提高，在结合超大视角和向着斜上方的视线，可以在机器人旋转时维持机器人上方重叠的观测区域，可提高旋转时的定位能力。

本发明在暗室情况下，红外发射模块的主动补光，鱼眼双目模块的双目可以接收到此频段的光，可以使鱼眼双目模块的双目具有夜视能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。