[发明专利]基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法、系统及介质

权利要求书

1.一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用改进的蜿蜒步态控制函数控制蛇形机器人运动，使所述蛇形机器人的头部关节在运动过程中固定；

采用安装在所述头部关节的相机采集图片信息，根据所述图片信息计算图像中目标质心的像素坐标；

采用相机模型计算所述目标质心的像素坐标与实际坐标之间的变换等式，根据变换等式获取目标坐标与相机坐标之间的变换关系，根据所述变换关系实现目标定位；

所述固定是指从第一个水平关节开始，控制一个或多个水平关节不摆动，与前进的方向保持一致，而并非控制头部关节不移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，所述改进的蜿蜒步态控制函数为原始蜿蜒步态控制函数与Sigmoid函数结合获得；

所述蛇形机器人为正交链接蛇形机器人，包括N个俯仰关节与N个偏航关节，所述N为大于2的整数。

3.根据权利要求2所述的一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，所述改进的蜿蜒步态控制函数包括偏航关节控制函数和俯仰关节控制函数；

所述偏航关节控制函数为：

所述俯仰关节控制函数为：

其中，i为关节编号，k为控制曲线上升阶段的速率，n为期望限幅的关节数目，a为曲线峰值高度，b表示期望执行抬起动作的所有俯仰关节编号的中间值，c表示函数曲线上升和下降的速率。

4.根据权利要求1所述的一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，所述根据所述图片信息计算图像中目标质心的像素坐标，包括：

在所述蛇形机器人蜿蜒运动过程中，获取头部关节的摆动角度θ₁与图像信息，对所述摆动角度θ₁＝0对应的图像信息进行保存；

采用Canny边缘检测算法对保存的图像信息进行处理，获取目标质心的像素坐标。

5.根据权利要求4所述的一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，所述采用Canny边缘检测算法对保存的图像信息进行处理，获取目标质心的像素坐标，包括：

对所述图像信息进行平滑处理；

获取平滑处理后的所述图像信息上的每个像素点的梯度强度和方向；

应用非极大值抑制方法，降低边缘检测算子的重复响应造成的影响；

利用双阈值算法检测和连接目标边缘，完成基于Canny算法的边缘检测，获得目标的边缘图像；

计算所述目标质心的像素坐标(x_c,y_c)及距离信息d_c。

6.根据权利要求5所述的一种基于蛇形机器人蜿蜒步态的目标定位方法，其特征在于，所述对所述图像信息进行平滑处理，包括：

采用高斯滤波器对所述图像信息中的噪声进行抑制，以使图像平滑；

所述高斯滤波器的核的生成公式为：

其中，1≤i,j≤(2k+1)；k表示图像的长度，σ表示高斯函数的宽度。