[发明专利]基于红外路标的室内移动机器人导航系统及方法

摘要

本发明公开了基于红外路标的室内移动机器人导航系统及方法，单目视觉识别系统采集红外路标导引系统中正在发光的红外路标图像，并通过图像处理计算得到室内移动机器人相对当前正在发光的红外路标的位置，根据室内移动机器人所处的相对位置，驱动室内移动机器人朝正在发光的红外路标移动，室内移动机器人进入当前发光红外路标的设定区域范围内后，单目视觉识别系统向当前发光红外路标发出停止发光指令，同时向下一个发光红外路标发出开始发光指令，然后，单目视觉识别系统根据下一发光红外路标的位置，控制室内移动机器人向下一发光红外路标行驶，依次类推，直至运动到最后一个发光红外路标的设定区域范围内，室内移动机器人结束移动。

主权项

1.基于红外路标的室内移动机器人导航方法，其特征是，所述导航方法所基于的基于红外路标的室内移动机器人导航系统，包括：红外路标导引系统和单目视觉识别系统；红外路标导引系统根据需要布置在作业环境中，负责引导室内移动机器人行驶；单目视觉识别系统安装在室内移动机器人头部的正前方，红外路标导引系统与单目视觉识别系统之间通过无线方式通信，单目视觉识别系统控制红外路标导引系统的第一个红外路标开始发光；单目视觉识别系统采集红外路标导引系统中正在发光的红外路标图像，并通过图像处理计算得到室内移动机器人相对当前正在发光的红外路标的位置，根据室内移动机器人所处的相对位置，驱动室内移动机器人朝正在发光的红外路标移动，室内移动机器人进入当前发光红外路标的设定区域范围内后，单目视觉识别系统向当前发光红外路标发出停止发光指令，同时向下一个发光红外路标发出开始发光指令，然后，单目视觉识别系统根据下一发光红外路标的位置，控制室内移动机器人向下一发光红外路标行驶，依次类推，直至运动到最后一个发光红外路标的设定区域范围内，室内移动机器人结束移动；所述导航方法的步骤如下：步骤(1)：在移动机器人的行驶路径上根据需要预先布置若干个红外路标，按照串行顺序对红外路标依次编码；步骤(2)：红外路标导引系统与单目视觉识别系统组成无线通信网络，上电后，单目视觉识别系统向红外路标导引系统的第一个红外路标发射开始发光指令，红外路标导引系统的第一个红外路标开始发光；步骤(3)：单目视觉识别系统采集发光红外路标的图像，并对所采集的图像进行二值化处理和滤波处理；步骤(4)：对滤波处理后的图像，计算发光红外路标在场景图像中的等效坐标；步骤(5)：依据等效坐标，计算室内移动机器人距发光红外路标的相对位置；步骤(6)：依据相对位置，计算室内移动机器人的转向角度，根据转向角度驱动室内移动机器人朝当前发光红外路标移动；步骤(7)：单目视觉识别系统判断移动机器人是否进入当前发光路标设定区域范围内，如果没有进入，则重复步骤(3)‑(6)，直至进入当前发光路标设定区域范围内；如果已进入，则单目视觉识别系统向当前发光红外路标发射停止发光指令，当前发光红外路标接收停止发光指令后，停止发光；进入步骤(8)；步骤(8)：单目视觉识别系统判断当前路标是否为最后一个路标，若不是，则单目视觉识别系统按照编码顺序向下一个发光红外路标发射开始发光指令，下一个红外路标接收开始发光指令后，开始发光；返回步骤(3)；若是，则导航任务结束。