[发明专利]一种带式输送机巡检机器人定位方法

权利要求书

1.一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、读取巡检机器人拍摄的图像，对图像进行逐行、逐列扫描，去除不包含目标像素点的行和列，得到一次处理图像；

S2、筛除一次处理图像中的无效像素点，获取有效像素点的数量和位置，利用有效像素点的位置信息将有效像素点置于目标图像模板中的相应位置，形成二次处理图像；

S3、获取二次处理图像的行数和列数，将其与目标图像行数和列数的基准值进行比较，若二次处理图像的行数和列数与目标图像基准值的偏差在误差允许范围内，进行下一步，否则，返回S1；

S4、采用B样条曲线方法对二次处理图像中的像素点进行拟合，获取二次处理图像的初始轮廓曲线；

S5、利用Snake算法将初始轮廓曲线提取为边缘数字信息，将获取的边缘数字信息与待检测物体边缘数字信息进行对比，判断定位位置。

2.根据权利要求1所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，S1中获取一次处理图像的方法包括：

从图像一侧的边缘出发朝向相对的另一侧进行图像扫描，扫描到目标像素点后终止该方向的扫描，在目标像素点所在行或列进行图像分割，保留该行或列及未扫描部分图像，对未扫描部分图像在其余方向上重复上述扫描和分割过程，直至完成全部方向的图像处理，得到一次处理图像。

3.根据权利要求1所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，S2中将S1获取的一次处理图像逐行逐列扫描，记录每行和每列目标像素点的位置和数量，抽取任意相邻的两行或两列，进行目标像素点位置和数量的对比，若任一目标像素点周围至少一个方向存在与之相邻的目标像素点，则该点为有效像素点，否则，为无效像素点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，以至少两张图像中目标图像像素点行数或列数的算数平均值作为行数或列数基准值，二次处理图像与基准值相比较的允许误差低于3％-5％。

5.根据权利要求4所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，S2中使用的目标图像模板与获取基准值采用的目标图像大小相等。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，B样条曲线函数如下：

其中t_min≤t≤t_max,2≤d≤n

其中，表示曲线上点坐标向量，n为控制点数量，为控制点坐标(i从0开始)，B_i,d(t)为控制点坐标影响权重的多项式系数，i代表坐标的索引，n代表多项式的最高幂数，d为影响B样条曲线的次数；t表示时间函数为绘制曲线时的取值。

7.根据权利要求6所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，选用B样条曲线中的3次样条曲线作为初始轮廓，即d的取值为3。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，利用Snake算法将初始轮廓曲线提取为数字信息包括以下步骤：

S51、读入B样条拟合后的初始轮廓曲线；

S52、设置输入参数，所述输入参数包括内部能量系数、迭代计算次数和滤波参数；

S53、对初始轮廓曲线进行高斯滤波；

S54、采用迭代计算方法，求解Snake算法函数，获取数字信息；

S55、输出数字信息。

9.根据权利要求8所述的一种带式输送机巡检机器人定位方法，其特征在于，S54中所述Snake算法函数定义如下：

其中，c(s)为S4中获取的最终结果曲线，即初始轮廓曲线，由变换得出(s∈[0,1])；α，β为正的实参数，即内部能量系数，用于调节曲线连续性和平滑性；c_s(s)、c_ss(s)分别为初始轮廓曲线的一阶导数和二阶导数；为图像I(x(s),y(s))的梯度。