[发明专利]视觉导航方法和装置以及机器人

说明书

技术领域

本发明涉及视觉定位导航技术领域，具体来说，涉及一种视觉导航方法和装置以及机器人。

背景技术

传统的机器人定位包括GPS、惯性导航系统等，其中，GPS用途广泛、精度高，但受环境影响大，而惯性导航系统则可以完全自主且频率高，但是噪声影响大；GPS/惯性导航系统融合定位则是当今机器人导航中最常用的组合导航定位方法之一，可以有效利用各自的优势，取长补短。但是，在实际应用中，很多场合下GPS信号会受到遮挡而无法使用，进而导致系统整体定位精度下降很快。

为了解决上述问题，目前使用的大多数方法都是在寻找GPS之外的可靠定位，其中有一类就是视觉方法，其是通过前后帧图像相匹配的特征点在三维空间的位置变化来估计车体运动，很好的克服了传统定位方法所存在的缺陷，而视觉方法作为传统定位方法的有效补充也得到了越来越多的关注，同时，人们也对其提出了越来越高的要求。

目前，现有的视觉方法普遍是基于双目立体相机来实现的，这种基于双目立体相机的视觉方法具有较高的定位精度，然而，其也存在着诸多不足之处，例如，标定比较困难，且误差不易控制，同时由于是通过两个摄像机同时采集图像的，从而也导致了数据量较大，不易控制处理速度，实时性较差。

基于此种情况下，为了满足人们越来也高的要求，所以，研发一种实时性好、且容易控制，同时精确度又高的视觉方法或者装置就成为了业内亟需解决的问题。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种视觉导航方法和装置以及机器人。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种视觉导航方法。

该视觉导航方法包括：基于采集的环境图像，得到该环境图像的多个环境子图；对环境子图进行区域匹配处理，确定至少两个环境子图之间的视差；根据确定出的视差，确定环境图像中的物体的坐标，并根据该坐标进行导航。

其中，基于采集的环境图像，得到该环境图像的多个环境子图的实现方式包括通过单个摄像机采集环境图像，并通过该摄像机主镜头内的微透镜阵列得到该环境图像的多个环境子图。

此外，该视觉导航方法还包括：在对每个环境子图进行区域匹配处理之前，对每个环境子图进行预处理，以消除每个环境子图上的噪声信号。

其中，上述预处理包括基于空域的去噪声处理、和/或基于频域的去噪声处理。

其中，至少两个环境子图包括上述微透镜阵列中至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图。

并且，至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图包括基于水平方向上的至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图、和/或基于垂直方向上的至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图。

其中，区域匹配处理包括匹配代价计算、和/或匹配代价叠加。

根据本发明的另一方面，提供了一种视觉导航装置。

该视觉导航装置包括：图像采集模块，用于基于采集的环境图像，得到该环境图像的多个环境子图；视差确定模块，用于对环境子图进行区域匹配处理，确定至少两个环境子图之间的视差；视觉导航模块，用于根据确定出的视差，确定环境图像中的物体的坐标，并根据该坐标进行导航。

其中，图像采集模块包括单个摄像机，且该摄像机的主镜头内设置有微透镜阵列。

此外，该视觉导航装置还包括：图像处理模块，用于在对每个环境子图进行区域匹配处理之前，对每个环境子图进行预处理，以消除每个环境子图上的噪声信号。

其中，在对每个环境子图进行预处理时，图像处理模块可用于对每个环境子图进行基于空域的去噪声处理、和/或基于频域的去噪声处理。

其中，至少两个环境子图包括上述微透镜阵列中至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图。

并且，至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图包括基于水平方向上的至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图、和/或基于垂直方向上的至少两个相邻的微透镜所得到的环境子图。

其中，区域匹配处理包括匹配代价计算、和/或匹配代价叠加。

根据本发明的又一方面，提供了一种机器人，该机器人具有上述的视觉导航装置。