[发明专利]基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置及方法

说明书

本发明公开了基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置，包括自行走机器人、摄像头，所述摄像头设置于所述自行走机器人上，还包括图像输入模块、平缓图像剔除模块、图像生成运动向量模块、数据记录模块、转向判断模块、转向控制模块，所述图像输入模块分别与所述平缓图像剔除模块、所述转向控制模块相连接，所述平缓图像剔除模块分别与所述图像生成运动向量模块、所述转向控制模块、所述转向判断模块相连接，所述图像生成运动向量模块与所述数据记录模块相连接，所述数据记录模块分别与所述转向判断模块相连接。本发明从整体上解决了现有的自行走机器人缺乏对于自行走机器人行走转向精确判定和控制于一体的设计手段的技术问题。

技术领域

本发明涉及基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置及方法，属于图像匹配应用技术领域。

背景技术

现有的自行走机器人的设计手段多集中在机器人的硬件结构及功能上，导致自行走机器人的精确性和灵活性不强，功能虽多但操纵误差较大，缺乏对于自行走机器人行走转向精确判定和控制于一体的设计手段。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决上述技术问题，提出基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置及方法。

本发明采用如下技术方案：基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置，包括自行走机器人、摄像头，所述摄像头设置于所述自行走机器人上，其特征在于，还包括图像输入模块、平缓图像剔除模块、图像生成运动向量模块、数据记录模块、转向判断模块、转向控制模块，所述图像输入模块分别与所述平缓图像剔除模块、所述转向控制模块相连接，所述平缓图像剔除模块分别与所述图像生成运动向量模块、所述转向控制模块、所述转向判断模块相连接，所述图像生成运动向量模块与所述数据记录模块相连接，所述数据记录模块分别与所述转向判断模块相连接。

作为一种较佳的实施例，所述图像输入模块用于安装在自行走机器人前后侧的摄像头实时采集自行走机器人每个时刻的运动图像。

作为一种较佳的实施例，所述平缓图像剔除模块用于接收所述缓图像剔除模块的运动图像并将运动图像分割为若干个子图像，剔除其中灰度和色阶变化平缓的子图像，提取灰度和色阶变化非平缓的子图像；

作为一种较佳的实施例，所述图像生成运动向量模块用来通过对来自所述平缓图像剔除模块的所述灰度和色阶变化非平缓的子图像进行运动向量检测，并生成关于所述运动向量检测的结果的信息，作为元数据。

作为一种较佳的实施例，所述数据记录模块用来将从所述摄像头输出的运动图像的各帧图像与所述元数据相关联地记录在存储介质中并分别传输给所述转向控制模块、所述转向判断模块。

作为一种较佳的实施例，所述转向判断模块用于将所述平缓图像剔除模块的灰度和色阶变化非平缓的子图像对称分为左划分区域和右划分区域，采用横向灰度平均梯度算法分别计算自行走机器人当前时刻速度下左划分区域的图像模糊度G1和右划分区域的图像模糊度G2的差值G0，即G0＝G1–G2，判断自行走机器人当前是否处于转弯状态以及转弯方向，若G0等于0则判定自行走机器人处于直行状态输出直行信号；若G0大于0则判定自行走机器人处于右转弯状态输出右转弯信号；若G0小于0则判定自行走机器人处于左转弯状态输出左转弯信号。

作为一种较佳的实施例，所述转向控制模块用于在摄像操作期间，使所述图像生成运动向量模块通过使用经历了缩小处理的从摄像头输出的运动图像信号，来进行运动向量检测，而在用户指示的回放记录图像的回放操作期间，使所述图像生成运动向量模块基于元数据确定各帧图像中的要经历运动向量检测的图像区域小于在摄像操作期间经历运动向量检测的图像区域，并且通过使用没有经历缩小处理的、从所述存储介质输出的图像信号，或者通过使用没有经历过以比所述摄像操作期间使用的缩小率小的缩小率而进行的缩小处理的、从所述数据记录模块输出的图像信号来进行运动向量检测。

本发明还提出基于图像匹配的自行走机器人转向判定控制装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：