[发明专利]一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内双图像视觉导航方法

摘要

一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内双图像视觉导航方法，属于自动化工程技术领域。该方法在利用调姿模态时双半球型胶囊机器人轴线与万向旋转磁场轴线的同轴随动特性以确定其轴线的侧摆俯仰角的基础上，通过同一俯仰角和两个不同侧摆角下单目摄像头拍摄的两幅连续图像确定摄像机框架绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角，进而确定摄像机姿态；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。本发明无需加装任何传感器或装置，也避免使用复杂三维重建技术，即可实现双半球型胶囊机器人在肠道内的导航。

主权项

1.一种双半球型胶囊机器人弯曲肠道内双图像视觉导航方法，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，通过同一俯仰角和两个不同侧摆角下摄像机拍摄的连续两幅图像，即双半球型胶囊机器人在当前位置上得到一幅图像后，保持其轴线方向的俯仰角度不变，改变其轴线的侧摆角度，得到第二幅图像，通过两幅连续图像确定摄像机框架绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角度α^*；第二步：结合得到第一幅图像后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机绕双半球型胶囊机器人轴线的自转角度α^*，确定摄像机相对于固定坐标系的姿态；第三步：用图像处理技术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；由于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，从而计算出从当前位置运动到目标位置需要施加的磁矢量方向，以此来实现双半球型胶囊机器人的导航。