[发明专利]基于多目视觉的室内导航定位装置及其定位方法

权利要求书

1.一种基于多目视觉的室内导航定位装置，其特征在于，包括机器人(1)、L形线光源(2)、多个单目相机(3)以及控制系统(4)；

L形线光源(2)设置在机器人(1)上；

所述多个单目相机(3)位于机器人(1)上方，相邻两个单目相机(3)的视场范围有交叉，且所述多个单目相机(3)的总视场范围不小于机器人(1)的行走范围(S)；

控制系统(4)包括视觉处理系统(41)和信号传输系统(42)，视觉处理系统(41)通信连接于所述多个单目相机(3)，信号传输系统(42)包括上位机(421)和下位机(422)，上位机(421)通信连接于视觉处理系统(41)，下位机(422)设置在机器人(1)上并通信连接于上位机(421)和机器人(1)。

2.根据权利要求1所述的基于多目视觉的室内导航定位装置，其特征在于，所述基于多目视觉的室内导航定位装置还包括安装支架(5)，所述安装支架(5)固定安装所述多个单目相机(3)。

3.一种基于多目视觉的室内导航定位装置的定位方法，其特征在于，所述定位方法由权利要求1中的基于多目视觉的室内导航定位装置来实现，且所述定位方法包括步骤：

S1，对所述多个单目相机(3)进行编号，建立各单目相机(3)的相机坐标系O_2a-X_aY_aZ_a、各单目相机(3)对应的像素坐标系O_1a-U_aV_a以及室内场景中的世界坐标系O-XYZ，其中a为相机编号；

S2，利用所述多个单目相机(3)采集室内场景的初始图像，通过视觉处理系统(41)获取所有单目相机(3)的初始图像数据，并通过上位机(421)将所有的初始图像数据进行拼接处理以获得二维全景地图；

S3，通过上位机(421)在所述二维全景地图上手动规划出机器人(1)的目标运动轨迹，其中所述目标运动轨迹由所述二维全景地图上的一系列规划点构成；

S4，计算出所述二维全景地图上的一系列规划点在世界坐标系下的坐标；

S5，将机器人(1)置于所述室内场景中，通过上位机(421)将机器人(1)选定为跟踪目标，并在机器人(1)的移动过程中，上位机(421)对机器人(1)进行目标跟踪并获得机器人(1)在像素坐标系下的实时位置，然后计算出机器人(1)在世界坐标系下的实时位置；

S6，基于机器人(1)上的L形线光源(2)在单目相机(3)采集到的实时图像中的位置，计算出机器人(1)在步骤S5中的实时位置下的实时姿态，其中，机器人(1)在世界坐标系下的实时位置和实时姿态即为机器人(1)的实时位姿；

S7，上位机(421)将移动机器人(1)的实时位姿与目标运动轨迹进行比对、并向下位机(422)输出行走控制信号，下位机(422)将接收到的行走控制信号传递给机器人(1)，机器人(1)基于行走控制信号完成行走指令并最终到达规划的目的地。