[发明专利]一种基于双目视觉和寻路缘技术的导航系统及导航方法

摘要

本发明公开了一种双目视觉导航方法、一寻路缘导航方法，以及基于该两种方法的导航系统，以及包括双目相机、云台相机和轮下编码器，所述双目相机由两个相同的相机组成，分辨率均为960*480，相机间距为15cm，视角均为60度，平行地面并高于地面50cm，用于视觉导航；所述云台相机为单目相机，分辨率1920*1080，俯视地面且与地面夹角20度，该相机拍摄路面信息，用于检测路边缘，实现寻路缘导航。本发明所述系统具有抗干扰能力强，受环境影响低等特点，能及时判定现场环境，精准规划路线，定位准确，可广泛应用于机器人巡检领域，尤其对高危环境巡检工作有积极意义。

主权项

1.一种双目视觉导航方法，利用前后连续两帧的左右图像，即四帧图像，分别提取每帧图像块特征与角点特征，并采用卷积方式作为特征描述点，将有效的2D特征点投影到3D空间中，利用立体匹配的方式，迭代求解出左右两帧图像的运动轨迹，即以装载双目相机的巡检机器人的出发位置为世界坐标原点，通过累积的方式，求解出当前行驶位置位于世界坐标系的具体位置坐标，其特征在于，所述左右两帧图像的运动轨迹算法为：假设K为特征点坐标，N为偏移量，U为3D空间坐标,S1，选取向量K初值:S2，计算残差：r0＝U‑KN0；S3，计算K的第i个元素增量：Δki＝(ri,ki+1)/ki+1；S4，计算下次迭代残差：ri＝U‑KNi+1；经过上面迭代计算出向量从而得出当前行驶的位置位于世界坐标系的具体位置坐标。