[发明专利]基于摄像头路面检测的平衡车系统测控方法

摘要

本发明公开了一种基于摄像头路面检测的平衡车系统测控方法,利用摄像头将采集到路面图像中的LBP纹理特征统计信息进行梯度差分的方法得到路面纹理分布，配合惯性传感器的滤波前后对比差分，将二者加权求和来求取一个归一化的的路面病害程度的估计，最后用于改善平衡车的惯性传感器测算系统，实时自适应改变卡尔曼滤波器实现预测角度更加精确,同时根据摄像头反馈值来选择电机控制策略。采用本发明技术方案，能估计测算得出路面颠簸病害程度，引入视觉后优化了卡尔曼预测的收敛和精度，得出更为稳定的电机控制策略，同时，视觉传感器采集到的视觉信息还可以保存下来满足人工分析或进行预警处理需要，增强人机交互，提高了整体安全性。

主权项

1.一种基于摄像头路面检测的平衡车系统测控方法,其特征在于：利用摄像头将采集到路面图像中的LBP纹理特征统计信息进行梯度差分的方法得到路面纹理分布，配合惯性传感器的滤波前后对比差分，将二者加权求和来求取一个归一化的路面病害程度的估计，最后用于改善平衡车的惯性传感器测算系统，实时自适应改变卡尔曼滤波器实现预测角度更加精确,同时根据摄像头反馈值来选择电机控制策略，包括以下具体过程：/n过程1使用加速度计和陀螺仪进行采集数据，利用卡尔曼滤波器实现采集数据信号融合，去噪得出车体在Y轴方向即前后两侧方向的实时倾角Pitch信息，得到预测后的收敛的角度信息，最后与陀螺仪的积分角度进行差分；/n过程2通过陀螺仪传感器得出车体质心在Z轴上的实时角速度和X轴的倾角数据，通过卡尔曼融合滤波得出车体质心水平方向X轴的roll即左右两侧方向的实时倾角，并对数据进行归一化变换操作得出路面病害程度表征的数学统计特征；/n过程3通过图像传感器不断地获取平衡车车体前方道路图像信息，并对图像信息进行灰度化、图像分割、LBP特征特征提取统计及归一化变换处理；/n过程4将图像传感器和惯性传感器中获取的路面病害程度量化值C