[发明专利]利用红外吊灯和摄像头测量机器人位置的方法与系统

摘要

本发明提供一种利用红外吊灯和摄像头测量机器人位置的方法，包括：散布红外光斑；设置红外摄像头并捕获红外光斑图像；移动机械人，结合所述高度信息、基于机器人室内平面移动约束及摄像头仿射变换原理进行计算获得机器人的朝向和位置变化；机器人开始全面自主移动，同时计算新捕获的光斑的高度信息，用于在机器人的后续移动过程中持续计算出机器人的位置和朝向。本发明所需系统结构简洁，适用于面向不规则穹顶和大尺度室内空间，可较为方便的解决大型室内情景中机器人的自定位导航需求。本发明具有的有益效果在于：只需要一个红外摄像头及红外光斑发射器，所需系统搭建方便，易于后期维护，同时能够实现室内移动机器人朝向和位置测量。

主权项

1.一种利用红外吊灯和摄像头测量机器人位置的方法，其特征在于，包括：步骤一、将红外吊灯吊装在屋顶上，通过所述红外吊灯对地面进行红外照明，同时在屋顶上散布红外光斑；步骤二、将红外摄像头设置于机器人的头部、用以捕捉所述红外吊灯的图像以及屋顶散布的所述红外光斑的图像，同时获取所述红外吊灯到所述红外摄像头所处平面的垂直距离作为高度信息；步骤三、将所述机器人置于所述红外吊灯的正下方、并指定所述机器人的初始朝向和位置，利用所述机器人的头部所设置的所述红外摄像头捕捉所述红外吊灯及所述红外摄像头视野内的所述红外光斑的图像；步骤四、所述机器人先移动一小段距离、并确保所述红外吊灯一直处于所述红外摄像头的视野中，结合所述高度信息、基于所述机器人的室内平面移动(即二维矢量)约束及所述红外摄像头的仿射变换原理进行计算获得所述机器人的朝向和位置变化，同时计算出所述红外摄像头视野中捕获的所述红外光斑的高度信息和坐标值；步骤五、在步骤四的基础上，所述机器人开始全面自主移动，直到所述红外摄像头视野内的所述红外吊灯离开所述红外摄像头视野，在所述机器人移动过程期间所述红外摄像头不断捕获新的所述红外光斑图像，同时利用已经计算出的被捕获的所述红外光斑的高度信息和位置坐标，计算所述机器人朝向和位置的变化，同时计算新捕获的所述红外光斑的高度信息，用于在所述机器人的后续移动过程中持续计算出所述机器人的位置和朝向。