[发明专利]一种基于视觉边界检测的机器人控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉边界检测的机器人控制系统及方法，本方案包括图像采集模块，视觉边界模块和移动控制模块，图像采集模块获取机器人周边环境信息；视觉边界检测模块可用于探测工作区域的工作边界，将自然边界生成机器可识别的工作区域边界信息，并发送边界信息给移动控制模块；移动控制模块根据接收到的边界信息控制机器人继续前进，调整机器人前进方向角度，根据计算结果移动距离。本发明提供的方案能够很好的与视觉边界检测方案进行融合，针对没有预先设定任何物理边界的室外工作区域，可精确识别室外工作区域对应的工作边界，并在检测到设备到达工作区域边界后，对后续的前进路线进行精确调整。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及基于视觉边界检测的控制技术。

背景技术

随着科学的进步，技术的发展，自动化移动机器人越来越多的出现在人们的日常生活当中。这些自动移动机器人依赖自身的控制系统在固定区域内完成人们设置的相关任务，无须人为的操作和干预。现有的主流控制技术包括基于碰撞传感器的碰撞控制。

在室内移动机器人中，由于存在天然的物理屏障例如墙壁，大多使用基于碰撞的控制，当机器人撞击到障碍物时，碰撞传感器发出信号，控制机器人前进方向。然而在室外移动机器人中，由于不存在室内墙壁这样的物理障碍物，碰撞传感器到达工作区域边界时不起作用。

针对室外环境的特点，人们设计出视觉边界检测方案，由此来感知周边环境；检测当前机器人是否到达工作区域的边界，但是一旦边界检测信号触发，若机器人继续前进则会发生越界的行为，如此会带来严重事故。

但是现有的控制方案并不能够很好的与视觉边界检测方案进行融合，使得基于视觉边界检测的机器人在检测到工作区域边界后，对后续的前进路线进行精确调整。

由此可见，本领域亟需一种能够基于视觉边界检测的机器人控制方案。

发明内容

针对现有室外自动移动设备基于视觉检测区域边界后的移动控制方案所存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于视觉边界检测的机器人控制系统，以及相应的控制方法，实现基于视觉边界检测的机器人在检测到工作区域边界后能够基于检测到的便于对后续前进路线进行精确调整。

为了达到上述目的，本发明提供的基于视觉边界检测的机器人控制系统，包括：图像采集模块，视觉边界识别模块和移动控制模块；

所述图像采集模块实时获取机器人周边环境图像信息；

所述视觉边界识别模块根据所述图像采集模块采集的图像信息，识别出工作区域的工作边界；

所述移动控制模块根据所述视觉边界识别模块识别出的工作区域的工作边界信息计算判断割草机是否到达工作区域边界，若到达工作区域边界，调整机器人工作状态，防止机器人越过工作区域边界；若没有到达工作区域边界，则控制机器人保持当前工作状态。

进一步地，所述视觉边界识别模块基于深度神经网络和图像处理方式识别工作区域边界。

进一步地，所述视觉边界识别模块基于深度神经网络对获取到的机器人周边环境图像进行分割得到对应的神经网络分割图，并在神经网络分割图中形成对应的可工作区域和不可工作区域，两者之间的边界形成工作区域边界。

进一步地，所述的工作区域边界信息包括工作区域边界轮廓信息。

进一步地，所述移动控制模块获取视觉边界识别模块识别出的工作区域边界轮廓信息，以及若干对应于机器人轮廓的轮廓点信息，据此计算若干轮廓点与工作区域边界轮廓之间的相对于关系，根据计算结果判断机器人是否前进到工作区域边界位置，并在机器人前进达到工作区域边界时，根据工作模式和工作区域边界信息，控制机器人调整前进方向。

为了达到上述目的，本发明提供的基于视觉边界检测的机器人控制方法，包括：

实时获取设备周边环境图像信息；