[发明专利]基于单目摄像头和LED的机器人对接定位和导航策略

摘要

本发明公开了一种基于单目摄像头和LED的机器人对接定位和导航策略，主要通过设置在机器人上的CMOS单目摄像头和3个为1组的RGB三色一体的LED实现。摄像头固定安装在机器人的主动对接面上，用以观察目标机器人LED成像的位置和颜色关系，LED在机器人的所有主动对接面和被动对接面上都布置1组。通过LED在摄像头中成像的尺寸关系计算出摄像头所在的主动对接面和LED所在的对接面之间的相对位姿关系进行相对定位，通过摄像头辨别当前面上的LED不同的颜色组合来识别当前面的状态进行导航。本发明的策略通过LED的成像状态能够提供丰富的参考信息，实现机器人对接过程中的相对定位、目标寻找和快速导航，有效提高了群体机器人对接的效率。

主权项

基于单目摄像头和LED的机器人对接定位和导航策略，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1：机器人A原地旋转调整，随机移动，直到发现红色顶部LED；步骤2：机器人A根据观察到的红色顶部LED成像位置调整自身姿态，使红色顶部LED在摄像头中的成像位于图像水平方向的中央；步骤3：计算左右两个底部LED成像到顶部LED成像的水平距离；步骤4：根据观察到的步骤3中的LED成像距离关系，机器人A调整自身的位姿；所述的LED成像距离关系是指在摄像头的成像平面上，底部LED的成像点到顶部LED的成像点的水平间距的比值ratio，具体的位姿调整基于ratio的值来确定：如果ratio＞1，机器人A顺时针转动一个角度，然后向左平移，直到红色的顶部LED的成像再次位于图像水平方向中央位置，返回步骤3；如果ratio＜1，机器人A逆时针转动一个角度，然后向右平移，直到红色的顶部LED的成像再次位于图像水平方向中央位置，返回步骤3；如果ratio＝1，机器人A已经与机器人B的当前面实现对正，机器人A通过观察当前面上三个LED的颜色组合状态，采取下一步动作，导航或者对接，执行步骤5；步骤5：观察当前面上三个LED的颜色组合状态，根据观察到的LED颜色组合状态，获得导航信息；如果得到当前面是目标对接面则执行步骤7，否则执行步骤6；步骤6：根据步骤5中的导航信息，机器人A导航移动的到下一个对接面，然后执行步骤1；步骤7：执行对接过程。