[发明专利]一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法

摘要

一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法，属于自动化工程技术领域。该方法在利用双半球型胶囊机器人在万向旋转磁场中的随动性以确定其轴线的侧摆俯仰角的基础上，在双半球型胶囊机器人内安装铅垂角度传感器，确定摄像头绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角，进而确定摄像头姿态；再利用万向旋转磁场的均匀性，结合姿态信息通过坐标转换确定在固定坐标系内弯曲肠道图像暗区质心相对于双半球型胶囊机器人的方向向量，实现万向旋转磁场对双半球型胶囊机器人在弯曲肠道内的导航。本发明避免使用多目摄像机结构和复杂肠道三维重建技术，且无须计算双半球型胶囊机器人具体位置信息，即可实现单目视觉辅助双半球型胶囊机器人在肠道内的导航作业。

主权项

1.一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法，其特征在于，步骤如下：第一步：当双半球型胶囊机器人在当前位置上需要进行导航时，通过铅垂角度传感器，确定摄像头框架绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角度；第二步：结合双半球型胶囊机器人轴线的俯仰角和侧摆角信息，以及摄像头框架绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角度，确定摄像头相对于固定坐标系的姿态；第三步：运用图像处理，提取拐弯处的暗区质心像素坐标，以此作为肠道转弯导航点；双半球型胶囊机器人始终处于三轴亥姆霍兹线圈磁场均匀区域，通过坐标变换，将图像暗区质心的像素坐标转化为在固定坐标系内质心相对于双半球型胶囊机器人的方向向量，再由双半球型胶囊机器人运动原理所要求的施加滚动磁场磁矢量方向需与水平面平行，计算出从当前位置运动到目标位置需要施加的滚动磁场磁矢量方向，实现双半球型胶囊机器人的导航。