一種機器人自主行走的方法技術

本發明專利技術公開了一種機器人自主行走的方法：生成導航信息；賦采集點編號i初值、接收輸入信息、結束行走判斷、機器人行走、生成采集點i、生成采集點i導航信息、增加采集點編號i值、結束處理、生成導航信息、存儲導航信息；設置標注點；取出導航信息、設置標注點、存儲標注點信息；自主行走；取出信息、設定行走路線、確定初始點d、形成導航數據、賦采集點編號j初值、初始點判斷、自主行走、圖像匹配、調節行走、避障處理、到達采集點判斷、增加采集點編號值j；本發明專利技術定位準、實時性高、成本低。本方法能廣泛應用于各種需要機器人自主行走的場合與領域。

【技術實現步驟摘要】
一種機器人自主行走的方法
本專利技術涉及智能機器人、人工智能、視頻圖像處理
尤其是涉及一種利用視頻圖像處理技術的機器人自主行走的方法。
技術介紹
自主行走機器人需要感知外界環境，實現向目的地自主行走并能進行避障處理。中國專利技術專利申請號為200910195432.1專利公開了一種機器人餐廳多機器人自動定位系統，該系統中央服務器模塊由全景定位模塊、定位信息融合處理模塊、人機交互模塊組成，其中：全景定位模塊由餐廳頂部安裝全景相機與在地面安裝柵格形成柵格坐標系構成；每個餐廳機器人均有雙目視覺定位模塊、紅外信標定位模塊、紅外測距定位模塊、射頻識別模塊、陀螺儀定位模塊；中央服務器模塊對餐廳每個機器人進行全局定位，每個機器人用多種定位方式獨立確定自己的位置。該系統的不足之處在于需要改變環境、并對地面環境有特定的要求，實用性較差，成本較高。中國專利技術專利申請號為201010189865.9專利公開了一種基于機器人雙目立體視覺的地面障礙物檢測方法，采用雙目立體視覺傳感器檢測地面障礙物，通過對圖像進行地面視差分布分析，分辨出圖像中的地面和障礙物，建立柵格地圖，進行避障。該方法的不足之處在于計算復雜、實時性較差、實時定標不準。中國專利技術專利申請號為201210311035.8專利公開了一種基于GIS的智能家庭機器人系統，該系統是用GIS模塊實現室內電子地圖動態構建，通過該電子地圖控制機器人在室內行走。該系統的不足之處在于，許多室內GIS信號不好或沒有GIS信號，使用該系統需要增加增強GIS信號的設備，另外GIS的定位精度通常在3～5米，不能用于定位精度較高的場合。
技術實現思路
為了克服現有自主行走機器人定位不準、實時性差、成本高的不足。本專利技術的目的是提供一種機器人自主行走的方法，該方法定位準、實時性高、成本低。本專利技術的目的通過以下技術方案實現：一種機器人自主行走的方法，其特征在于：該方法采用機器人系統，該系統包括能行走的機器人，在機器人上安裝有處理機和圖像采集設備；處理機包括處理器、存儲設備、輸入設備和輸出設備，處理機裝有操作系統和應用程序；具體步驟如下：A.生成導航信息；步驟如下：A1.賦采集點編號i初值：系統賦采集點編號初值i＝1；A2.接收輸入信息：系統接收輸入信息；A3.結束行走判斷：如果系統收到結束行走的信息，系統控制機器人停止行走，轉步驟A8；否則轉步驟A4；A4.機器人行走：如果系統沒有收到過任何行走信息，或者系統收到停止行走信息，系統控制機器人停止行走；如果系統收到行走信息，系統依據收到行走信息所述的行走模式控制機器人進行行走；如果系統收到過行走信息，在系統沒有收到改變行走信息前，系統依據原來的行走模式控制機器人進行行走；所述的行走是指直線行走、旋轉行走，直線行走是指向前直線行走、向后直線行走，旋轉行走是指左轉行走、右轉行走，左轉行走是指向前左轉行走、向后左轉行走，右轉行走是指向前右轉行走、向后右轉行走；所述的行走模式是機器人行走的模式；A5.生成采集點i判斷：到達行走距離，或者系統首次收到機器人行走信息，或者系統收到改變機器人行走模式的信息，轉步驟A6；否則，轉步驟A2；所述的到達行走距離是指機器人行走的距離≥系統設定的采集點之間的距離，機器人行走的距離是指機器人從前一個采集點到目前機器人位置之間的距離；測量機器人行走的距離是用測量距離的方法測量機器人行走的距離；A6.生成采集點i導航信息：系統生成采集點i導航信息；采集點i導航信息是采集點編號i、M(i,W(i))、GS(i)與FS(i,R(i))；其中，M(i,W(i))是機器人從采集點i向采集點i+1行走的行走模式；W(i)是機器人旋轉行走的旋轉量，如果機器人直線行走W(i)＝0；GS(i)是系統在采集點i讀取的圖像；FS(i,R(i))是GS(i)的匹配數據，R(i)＝1,2，…,N(i)，N(i)是圖像GS(i)中匹配數據的數量；匹配數據是指圖像匹配所需的數據；A7.增加采集點編號i：系統對采集點編號i加1；轉步驟A2；A8.結束處理：系統置I＝i；系統生成采集點I導航信息；I是行走路線上采集點的數量，行走路線是機器人行走所形成的路線；A9.生成導航信息：系統用所述的采集點數量I和所述的采集點i的導航信息，i＝1，2,…,I，生成導航信息；A10.存儲導航信息：系統存儲所述的導航信息；B.設置標注點；步驟如下：B1.取出導航信息：系統取出所述的導航信息；B2.設置標注點：操作者依據所述的行走路線上的采集點設置M個標注點；系統按照標注點與所述的采集點讀取圖像的位置最接近，將這M個標注點設置為標注點m，標注點m分別與采集點im讀取圖像的位置最接近；其中，m是標注點的編號，im是采集點的編號，m＝1,2,…,M，im＝i1,i2,…,iM，1≤M≤I；B3.存儲標注點信息：系統存儲所述的標注點信息；標注點信息是指所述的標注點數量M和標注點m信息，m＝1,2,…,M，M≥1；其中，標注點m信息是標注點編號m、標注點m對應的采集點編號im；對應是指標注點m與采集點im讀取圖像的位置最接近；C.自主行走：步驟如下：C1.取出信息：系統取出所述的導航信息和所述的標注點信息；C2.設定行走路線：根據需要操作者設定機器人從標注點s行走到標注點e的路線，s≠e；C3.確定初始點d：系統在i∈[1,I]范圍內得到點P，點P即為初始點d；C4.形成導航數據：系統根據所述的初始點d和所述的設定行走路線，形成自主行走的路線為從初始點d到標注點s，再從標注點s到標注點e；并對應該路線生成自主行走的導航采集點，這些采集點的編號依次為d,d+1,d+2,…,js,js+1,…,je，共J個采集點；其中：js是標注點s的采集點編號，je是標注點e的采集點編號；C5.賦采集點編號j初值：系統賦采集點編號初值j＝d；C6.初始點位置判斷：如果初始點d是標注點s，轉步驟C12；否則轉步驟C7；C7.自主行走：系統根據所述的采集點j導航信息和采集點j+1導航信息控制機器人從采集點j自主向采集點j+1行走；C8.圖像匹配：圖像匹配的步驟如下：C81.讀取圖像：系統讀取機器人所在位置的圖像GA；C82.得到匹配數據：系統對圖像GA進行處理得到匹配數據FA(R)，R＝1,2，…,N，N是圖像GA中匹配數據的數量；C83.圖像匹配:系統用匹配數據FA(R)與匹配數據FS(j+1,R(j+1))進行圖像匹配處理；C9.調節行走：系統根據所述的圖像匹配的結果，如果發現機器人行走中向右偏離行走路線，系統調節機器人按行走方向左轉行走；如果發現機器人行走中向左偏離行走路線，系統調節機器人按行走方向右轉行走；行走方向是指行走方向向前，或行走方向向后；C10.避障處理：在機器人行走中，系統發現障礙物，系統控制機器人停止行走并提示有障礙物，或系統控制機器人繞行障礙物；其中，發現障礙物是指系統通過測量機器人與物體之間距離的方法發現障礙物，或者系統用圖像匹配發現障礙物；系統用圖像匹配發現障礙物是指系統讀取機器人所在位置的圖像GA，系統用圖像GA與圖像GS(n)進行圖像匹配處理，根據圖像匹配的結果發現障礙物，n是采集點編號，D+j≥n≥j，D≥0，j是采集點的編號；系統控制機器人繞行障礙物的步驟如下：C10本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機器人自主行走的方法，其特征在于：該方法采用機器人系統，該系統包括能行走的機器人，在機器人上安裝有處理機和圖像采集設備；處理機包括處理器、存儲設備、輸入設備和輸出設備，處理機裝有操作系統和應用程序；具體步驟如下：A.生成導航信息；步驟如下：A1.賦采集點編號i初值：系統賦采集點編號初值i＝1；A2.接收輸入信息：系統接收輸入信息；A3.結束行走判斷：如果系統收到結束行走的信息，系統控制機器人停止行走，轉步驟A8；否則轉步驟A4；A4.機器人行走：如果系統沒有收到過任何行走信息，或者系統收到停止行走信息，系統控制機器人停止行走；如果系統收到行走信息，系統依據收到行走信息所述的行走模式控制機器人進行行走；如果系統收到過行走信息，在系統沒有收到改變行走信息前，系統依據原來的行走模式控制機器人進行行走；所述的行走是指直線行走、旋轉行走，直線行走是指向前直線行走、向后直線行走，旋轉行走是指左轉行走、右轉行走，左轉行走是指向前左轉行走、向后左轉行走，右轉行走是指向前右轉行走、向后右轉行走；所述的行走模式是機器人行走的模式；A5.生成采集點i判斷：到達行走距離，或者系統首次收到機器人行走信息，或者系統收到改變機器人行走模式的信息，轉步驟A6；否則，轉步驟A2；所述的到達行走距離是指機器人行走的距離≥系統設定的采集點之間的距離，機器人行走的距離是指機器人從前一個采集點到目前機器人位置之間的距離；測量機器人行走的距離是用測量距離的方法測量機器人行走的距離；A6.生成采集點i導航信息：系統生成采集點i導航信息；采集點i導航信息是采集點編號i、M(i,W(i))、GS(i)與FS(i,R(i))；其中，M(i,W(i))是機器人從采集點i向采集點i+1行走的行走模式；W(i)是機器人旋轉行走的旋轉量，如果機器人直線行走W(i)＝0；GS(i)是系統在采集點i讀取的圖像；FS(i,R(i))是GS(i)的匹配數據，R(i)＝1,2，…,N(i)，N(i)是圖像GS(i)中匹配數據的數量；匹配數據是指圖像匹配所需的數據；A7.增加采集點編號i：系統對采集點編號i加1；轉步驟A2；A8.結束處理：系統置I＝i；系統生成采集點I導航信息；I是行走路線上采集點的數量，行走路線是機器人行走所形成的路線；A9.生成導航信息：系統用所述的采集點數量I和所述的采集點i的導航信息，i＝1，2,…,I，生成導航信息；A10.存儲導航信息：系統存儲所述的導航信息；B.設置標注點；步驟如下：B1.取出導航信息：系統取出所述的導航信息；B2.設置標注點：操作者依據所述的行走路線上的采集點設置M個標注點；系統按照標注點與所述的采集點讀取圖像的位置最接近，將這M個標注點設置為標注點m，標注點m分別與采集點im讀取圖像的位置最接近；其中，m是標注點的編號，im是采集點的編號，m＝1,2,…,M，im＝i1,i2,…,iM，1≤M≤I；B3.存儲標注點信息：系統存儲所述的標注點信息；標注點信息是指所述的標注點數量M和標注點m信息，m＝1,2,…,M，M≥1；其中，標注點m信息是標注點編號m、標注點m對應的采集點編號im；對應是指標注點m與采集點im讀取圖像的位置最接近；C.自主行走：步驟如下：C1.取出信息：系統取出所述的導航信息和所述的標注點信息；C2.設定行走路線：根據需要操作者設定機器人從標注點s行走到標注點e的路線，s≠e；C3.確定初始點d：系統在i∈[1,I]范圍內得到點P，點P即為初始點d；C4.形成導航數據：系統根據所述的初始點d和所述的設定行走路線，形成自主行走的路線為從初始點d到標注點s，再從標注點s到標注點e；并對應該路線生成自主行走的導航采集點，這些采集點的編號依次為d,d+1,d+2,…,js,js+1,…,je，共J個采集點；其中：js是標注點s的采集點編號，je是標注點e的采集點編號；C5.賦采集點編號j初值：系統賦采集點編號初值j＝d；C6.初始點位置判斷：如果初始點d是標注點s，轉步驟C12；否則轉步驟C7；C7.自主行走：系統根據所述的采集點j導航信息和采集點j+1導航信息控制機器人從采集點j自主向采集點j+1行走；C8.圖像匹配：圖像匹配的步驟如下：C81.讀取圖像：系統讀取機器人所在位置的圖像GA；C82.得到匹配數據：系統對圖像GA進行處理得到匹配數據FA(R)，R＝1,2，…,N，N是圖像GA中匹配數據的數量；C83.圖像匹配:系統用匹配數據FA(R)與匹配數據FS(j+1,R(j+1))進行圖像匹配處理；C9.調節行走：系統根據所述的圖像匹配的結果，如果發現機器人行走中向右偏離行走路線，系統調節機器人按行走方向左轉行走；如果發現機器人行走中向左偏離行走路線，系統調節機器人按行走方向右轉行走；行走方向是指行走方向向前，或行走方向向后；C...

【技術特征摘要】
1.一種機器人自主行走的方法，其特征在于：該方法采用機器人系統，該系統包括能行走的機器人，在機器人上安裝有處理機和圖像采集設備；處理機包括處理器、存儲設備、輸入設備和輸出設備，處理機裝有操作系統和應用程序；具體步驟如下：A．生成導航信息；步驟如下：A1.賦采集點編號i初值：系統賦采集點編號初值i=1；A2.接收輸入信息：系統接收輸入信息；A3.結束行走判斷：如果系統收到結束行走的信息，系統控制機器人停止行走，轉步驟A8；否則轉步驟A4；A4.機器人行走：如果系統沒有收到過任何行走信息，或者系統收到停止行走信息，系統控制機器人停止行走；如果系統收到行走信息，系統依據收到行走信息中的行走模式控制機器人進行行走；如果系統收到過行走信息，在系統沒有收到改變行走信息前，系統依據原來的行走模式控制機器人進行行走；所述的行走是指直線行走、旋轉行走，直線行走是指向前直線行走、向后直線行走，旋轉行走是指左轉行走、右轉行走，左轉行走是指向前左轉行走、向后左轉行走，右轉行走是指向前右轉行走、向后右轉行走；所述的行走模式是機器人行走的模式；A5.生成采集點i判斷：到達行走距離，或者系統首次收到機器人行走信息，或者系統收到改變機器人行走模式的信息，轉步驟A6；否則，轉步驟A2；所述的到達行走距離是指機器人行走的距離≥系統設定的采集點之間的距離，機器人行走的距離是指機器人從前一個采集點到目前機器人位置之間的距離；測量機器人行走的距離是用測量距離的方法測量機器人行走的距離；A6.生成采集點i導航信息：系統生成采集點i導航信息；采集點i導航信息是采集點編號i、M(i,W(i))、GS(i)與FS(i,R(i))；其中，M(i,W(i))是機器人從采集點i向采集點i+1行走的行走模式；W(i)是機器人旋轉行走的旋轉量，如果機器人直線行走W(i)=0；GS(i)是系統在采集點i讀取的圖像；FS(i,R(i))是GS(i)的匹配數據，R(i)=1,2，…,N(i)，N(i)是圖像GS(i)中匹配數據的數量；匹配數據是指圖像匹配所需的數據；A7.增加采集點編號i：系統對采集點編號i加1；轉步驟A2；A8.結束處理：系統置I=i；系統生成采集點I導航信息；I是行走路線上采集點的數量，行走路線是機器人行走所形成的路線；A9.生成導航信息：系統用所述的采集點數量I和所述的采集點i的導航信息，i=1，2,…,I，生成導航信息；A10.存儲導航信息：系統存儲所述的導航信息；B.設置標注點；步驟如下：B1.取出導航信息：系統取出所述的導航信息；B2.設置標注點：操作者依據所述的行走路線上的采集點設置M個標注點；系統按照標注點與所述的采集點讀取圖像的位置最接近，將這M個標注點設置為標注點m，標注點m分別與采集點im讀取圖像的位置最接近；其中，m是標注點的編號，im是采集點的編號，m=1,2,…,M，im=i1,i2,…,iM，1≤M≤I；B3.存儲標注點信息：系統存儲所述的標注點信息；標注點信息是指所述的標注點數量M和標注點m信息，m=1,2,…,M，M≥1；其中，標注點m信息是標注點編號m、標注點m對應的采集點編號im；對應是指標注點m與采集點im讀取圖像的位置最接近；C.自主行走：步驟如下：C1.取出信息：系統取出所述的導航信息和所述的標注點信息；C2.設定行走路線：根據需要操作者設定機器人從標注點s行走到標注點e的路線，s≠e；C3.確定初始點d：系統在i∈[1,I]范圍內得到點P，點P即為初始點d；C4.形成導航數據：系統根據所述的初始點d和所述的設定行走路線，形成自主行走的路線為從初始點d到標注點s，再從標注點s到標注點e；并對應該路線生成自主行走的導航采集點，這些采集點的編號依次為d,d+1,d+2,…,js,js+1,…,je，共J個采集點；其中：js是標注點s的采集點編號，je是標注點e的采集點編號；C5.賦采集點編號j初值：系統賦采集點編號初值j=d；C6.初始點位置判斷：如果初始點d是標注點s，轉步驟C12；否則轉步驟C7；C7.自主行走：系統根據所述的采集點j導航信息和采集點j+1導航信息控制機器人從采集點j自主向采集點j+1行走；C8.圖像匹配：圖像匹配的步驟如下：C81.讀取圖像：系統讀取機器人所在位置的圖像GA；C82.得到匹配數據：系統對圖像GA進行處理得到匹配數據FA(R)，R=1,2，…,N，N是圖像GA中匹配數據的數量；C83.圖像匹配:系統用匹配數據FA(R)與匹配數據FS(j+1,R(j+1))進行圖像匹配處理；C9.調節行走：系統根據所述的圖像匹配的結果，如果發現機器人行走中向右偏離行走路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余路，余程，
申請(專利權)人：余路，余程，
類型：發明
國別省市：江蘇;32