[发明专利]一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过机载视觉传感器实时获取悬停处目标的视频信息图像，并对所述视频信息图像进行处理；

从处理后的视频信息图像中提取悬停处目标的当前特征向量和期望特征向量，把当前特征向量和期望特征向量进行对比，获得特征误差向量；

将所述特征误差向量输入到IBVS控制器中进行运算，输出数据经过处理后获得巡检机器人的初始控制指令；

所述巡检机器人获取自身当前状态的特征信息，将所述当前状态的特征信息与所述初始控制指令融合后作为自平衡控制器的输入，生成最终控制指令，所述最终控制指令用于修正悬停位置；

重复上述步骤，根据生成的所述最终控制指令不断地对所述巡检机器人的悬停位置进行实时修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述视频信息图像具体包括：

初始悬停时获得的期望图像和悬停后任一时间段内获得的目标图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述对所述视频信息图像进行处理具体包括：

获取悬停处目标的期望图像和目标图像；

将所述期望图像和目标图像采用高斯变换分别进行模糊处理；

对模糊处理后的所述期望图像和目标图像分别进行灰度化处理；

对灰度化的所述期望图像和目标图像进行阈值操作分别得到对应的二值图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述从处理后的视频信息图像中提取悬停处目标的当前特征向量和期望特征向量具体包括：

对处理后的视频信息图像进行轮廓检测，并计算出目标区域的质心坐标；

获取目标质心在摄像机数字化坐标系下的像素坐标值，并将所述像素坐标值根据摄像机的内部参数转化至摄像机真实2D图像平面坐标系下,得到当前目标图像的当前特征向量和期望图像的期望特征向量。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述输出数据具体包括：

俯仰角控制指令、横滚角控制指令、期望偏航角控制指令、期望高度控制指令、横向控制指令和纵向控制指令。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述输出数据经过处理后获得巡检机器人的初始控制指令具体包括：

所述横向控制指令和纵向控制指令经过水平速度控制器进行处理后输出期望横滚角指令和期望俯仰角指令，所述期望横滚角指令和期望俯仰角指令与所述期望偏航角控制指令和期望高度控制指令融合后形成所述初始控制指令。

7.根据权利要求1所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述当前状态的特征信息具体包括：

偏航角、俯仰角、横滚角、高度信息和在三维空间的速度估计值。

8.根据权利要求1所述的一种基于视觉反馈的巡检机器人悬停控制方法，其特征在于，所述最终控制指令具体包括包括：

期望偏航角控制指令与当前偏航角的差值、期望高度控制指令与当前高度的差值、期望横滚角指令和期望俯仰角指令。