【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于機(jī)器人輔助設(shè)備，具體涉及一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)、方法、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、在當(dāng)前科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，室外機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、物流配送、基礎(chǔ)設(shè)施巡檢等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，為人類社會(huì)帶來(lái)了前所未有的效率提升和成本節(jié)約。然而，室外環(huán)境固有的復(fù)雜性和不確定性，特別是多變的地形、不可預(yù)測(cè)的天氣條件以及光照強(qiáng)度的變化，為機(jī)器人導(dǎo)航與定位技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，全球定位系統(tǒng)(gps)因其覆蓋范圍廣、易于部署的特點(diǎn)，在室外機(jī)器人定位中占據(jù)主導(dǎo)地位。但在城市峽谷、森林密布或高樓林立的區(qū)域，gps信號(hào)受到嚴(yán)重遮擋，導(dǎo)致定位精度大幅下降，甚至完全失效，嚴(yán)重影響了機(jī)器人的導(dǎo)航性能和任務(wù)完成率。
2、另一方面，機(jī)器視覺系統(tǒng)作為另一種重要的感知手段，能夠識(shí)別環(huán)境中的特征和障礙物，輔助機(jī)器人進(jìn)行定位和避障。然而，視覺系統(tǒng)的有效性在光線條件不佳或遇到惡劣天氣時(shí)大打折扣，如夜間、霧天、雨雪等條件下，圖像質(zhì)量的下降直接影響到視覺算法的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而影響整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)行安全和任務(wù)執(zhí)行能力。因此，亟需一種能夠克服這些局限的導(dǎo)航系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本專利技術(shù)提供一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)、方法、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決上述技術(shù)問題。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)安裝于室外機(jī)器人主體上，包括：
3、至少一個(gè)視覺采集組件，用于實(shí)時(shí)捕獲室外機(jī)器人所在區(qū)
4、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊，用于接收來(lái)自衛(wèi)星的gnss信號(hào)及基準(zhǔn)站差分信息，對(duì)室外機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；
5、導(dǎo)航控制模塊，連接視覺傳感器和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊，根據(jù)視覺采集組件獲取的環(huán)境圖像信息和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊提供的實(shí)時(shí)定位信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃以及控制室外機(jī)器人按照規(guī)劃的動(dòng)態(tài)路徑進(jìn)行行駛，并在行駛過(guò)程中進(jìn)行自動(dòng)避障；
6、通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的信息交換；
7、電源模塊，用于為整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。
8、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，視覺采集組件包括安裝在室外機(jī)器人頂端的激光雷達(dá)，以及安裝在室外機(jī)器人前端的若干攝像頭。
9、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊包括：
10、gnss接收器，用于接收來(lái)自多個(gè)衛(wèi)星的原始gnss信號(hào)；
11、差分?jǐn)?shù)據(jù)接收器，用于接收來(lái)自基準(zhǔn)站的差分修正數(shù)據(jù)；
12、數(shù)據(jù)處理單元，用于將gnss原始數(shù)據(jù)與差分修正數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，計(jì)算出室外機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置、速度和方向。
13、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，導(dǎo)航控制模塊包括：
14、圖像處理單元，用于對(duì)視覺采集組件捕獲的環(huán)境圖像進(jìn)行預(yù)處理、特征提取和識(shí)別；
15、路徑規(guī)劃單元，用于基于環(huán)境圖像識(shí)別結(jié)果和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊發(fā)送的定位信息，生成機(jī)器人的動(dòng)態(tài)行駛路徑；
16、控制執(zhí)行單元，用于根據(jù)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)行駛路徑，控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向和速度；
17、障礙物檢測(cè)單元，用于基于環(huán)境圖像識(shí)別結(jié)果判斷檢測(cè)機(jī)器人周圍是否存在障礙物，若存在障礙物，即將判斷結(jié)果返回控制執(zhí)行單元，以調(diào)整室外機(jī)器人的動(dòng)態(tài)行駛路徑，實(shí)現(xiàn)自主避障。
18、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，通信模塊支持無(wú)線通信協(xié)議，包括wi-fi、藍(lán)牙、gprs和4g/5g中得到至少一種。
19、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，還包括慣性測(cè)量單元和編碼器/輪速里程計(jì)，慣性測(cè)量單元和編碼器/輪速里程計(jì)用于輔助定位和運(yùn)動(dòng)控制。
20、第二方面，本專利技術(shù)提供一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航方法，包括：
21、啟動(dòng)視覺采集組件和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊，通過(guò)激光雷達(dá)、攝像頭和rtk接收機(jī)采集室外機(jī)器人周圍環(huán)境的三維信息、圖像信息和定位信息；
22、根據(jù)預(yù)存的機(jī)器視覺算法對(duì)采集到的圖像信息進(jìn)行特征提取和對(duì)象識(shí)別，并結(jié)合rtk接收機(jī)提供的室外機(jī)器人實(shí)時(shí)定位信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃；
23、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)室外機(jī)器人按照規(guī)劃出的動(dòng)態(tài)路徑進(jìn)行行駛，并在遇到障礙物時(shí)自動(dòng)避障。
24、本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)還有，預(yù)存的機(jī)器視覺算法包括sift算法或者yolo算法。
25、第三方面，本專利技術(shù)提供一種終端，包括：
26、處理器、存儲(chǔ)器，其中，
27、該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，
28、該處理器用于從存儲(chǔ)器中調(diào)用并運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序，使得終端執(zhí)行上述的終端的方法。
29、第四方面，本專利技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述各方面所述的方法。
30、本專利技術(shù)的有益效果在于，本專利技術(shù)通過(guò)集成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(rtk)與視覺識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)的重大突破。rtk模塊結(jié)合gnss信號(hào)和差分信息，確保在信號(hào)遮擋環(huán)境下仍能獲得高精度定位，而視覺采集組件則增強(qiáng)了環(huán)境感知的魯棒性，兩者協(xié)同工作，形成了多源數(shù)據(jù)融合的定位框架。導(dǎo)航控制模塊利用這些融合信息進(jìn)行智能動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃，使機(jī)器人能夠靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境，自動(dòng)避障，確保作業(yè)安全與效率。此外，高效通信與能源管理系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和穩(wěn)定供電，進(jìn)一步提升了機(jī)器人的全天候作業(yè)能力和任務(wù)執(zhí)行效率。
31、此外，本專利技術(shù)設(shè)計(jì)原理可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
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1.一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)安裝于室外機(jī)器人主體上，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，視覺采集組件包括安裝在室外機(jī)器人頂端的激光雷達(dá)，以及安裝在室外機(jī)器人前端的若干攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航控制模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，通信模塊支持無(wú)線通信協(xié)議，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、GPRS和4G/5G中得到至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，還包括慣性測(cè)量單元和編碼器/輪速里程計(jì)，慣性測(cè)量單元和編碼器/輪速里程計(jì)用于輔助定位和運(yùn)動(dòng)控制。
7.一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航方法，其特征在于，預(yù)存的機(jī)器視覺算
9.一種終端，其特征在于，包括：
10.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求7-8中任一項(xiàng)所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)安裝于室外機(jī)器人主體上，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，視覺采集組件包括安裝在室外機(jī)器人頂端的激光雷達(dá)，以及安裝在室外機(jī)器人前端的若干攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位模塊包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)航控制模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺識(shí)別的室外機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，通信模塊支持無(wú)線通信協(xié)議，包括wi-fi、藍(lán)牙、g...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牛德奎，宋明明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東新一代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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