[发明专利]一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、预处理步骤：用于对系统进行初始化以及传感器校准；

S2、图像特征采集步骤：用于在机器人系统运行过程中按照一定的距离间隔采集图像并提取图像特征，原始图片不保留，仅存储图像特征；

S3、图像特征比对步骤：用于使机器人系统通过采集环境图片并与存储的图像特征数据集进行比对，从而确定自身坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，

所述预处理步骤S1进一步包括：

S11、传感器校准步骤：通过原地旋转校准电子罗盘传感器、加速度计进行传感器校准；

S12、地图初始化步骤：利用电子罗盘传感器，将机体转动到某个方向作为Y轴正方向，以机体位置为原点，建立平面坐标系作为地图。

3.根据权利要求2所述的一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，

所述图像特征采集步骤S2进一步包括：

S21、网格初始化步骤：以1米为间隔在所述地图上构建网格图；

S22、网格填充步骤：在网格上填充采集到的前后左右四个方向的图片；

S23、图像特征保存步骤：计算网格上所有图片的特征值并存储。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，

所述图片的特征值采用BRISK特征，即不受形变影响的二进制关键点特征。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，

所述图像特征比对步骤S3进一步包括：

S31、网格优选步骤：根据电子罗盘传感器确定的方向，只筛选出对应方向的素有网格；

S32、特征提取步骤：采集机器人系统所面对方向的图片，并进行特征提取；

S33、特征相似度计算步骤：将提取到的特征与所有网格特征进行相似度计算，输出相似度最高的网格位置。

6.一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

B1.初始化并校准传感器，并初始化地图；

B2.初始化网格；

B3.机器人开始运动；

B4.判断当前网格是否为空，如果为空，进行B5，否则跳转B3；

B5.采集图像并提取特征，将特征存储至当前网格；

B6.判断是否接收到停止命令，如果接收到停止命令，进行B7，否则跳转至B3；

B7.结束；

B8.校准传感器；

B9.采集四方向图像并提取特征；

B10.判断采集的特征是否与存储的图像特征集合相符，如果相符，则自身定位成功，流程终结，否则跳转B3。

7.根据权利要求6所述的一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航方法，其特征在于，

所述判断采集的特征与存储的图像特征集合相符的条件为：至少两个方向匹配。

8.一种基于计算机视觉的机器人自动定位与导航系统，包括：

预处理模块，用于对系统进行初始化以及传感器校准；

图像特征采集模块，用于在机器人系统运行过程中按照一定的距离间隔采集图像并提取图像特征，原始图片不保留，仅存储将图像特征；

图像特征比对模块，用于使机器人系统通过采集环境图片并与存储的图像特征数据集进行比对，从而确定自身坐标。