[发明专利]一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统及方法

权利要求书

1.一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，所述巡检机器人沿高压输电线路行走，其特征在于，包括：

数据库模块，获取障碍物分别在光强为40000lux以上时和光强在40000lux以下时的图像模板数据集；

识别模块，将采集到的障碍物图像数据与数据库模块内的图像数据进行特征匹配，从而对障碍物类型进行识别；

估算模块，对采集到的障碍物图像数据进行图像处理、与数据库模块内的图像数据进行特征匹配以及图像运算，提取面积特征，从而对障碍物距离进行估算；

控制模块，利用估算模块获取的障碍物距离，对巡检机器人进行相应的控制操作，控制巡检机器人顺利越障。

2.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，障碍物类型包括防震锤和悬垂线夹两种。

3.根据权利要求2所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，在所述数据库模块中，每个模板数据集均包括障碍物识别模板集和距离估算模板集，障碍物识别模板集包括障碍物距离为1m～1.2m时的防震锤和悬垂线夹图像模板各三张，距离估算模板集包括障碍物距离为1m～0.4m时的防震锤和悬垂线夹图像模板各六张。

4.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，所述巡检机器人上安装有摄像头，所述摄像头前方设有偏振镜。

5.根据权利要求4所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，所述摄像头向上倾斜，摄像头光轴与水平线的夹角为30°。

6.根据权利要求1所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，所述巡检机器人上安装有光照传感器，光照传感器实时对光强信息进行采集，每两个小时进行一次反馈，用于实现模板数据集的选择和切换。

7.一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航方法，采用如权利要求1-6任一项所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、巡检机器人沿高压输电线路行走，识别模块不断采集前方线路的障碍物图像数据，与模板数据集进行匹配，当障碍物距离为1m～1.2m时，特征匹配成功，从而对障碍物类型进行识别，识别完成后，识别模块停止采集图像数据；

S2、估算模块根据S1中识别到的障碍物类型选择相应的模板数据集开始工作，不断采集前方线路的障碍物图像数据，并进行直方图均衡化处理，处理后的图像与模板数据集进行匹配，此时的障碍物距离机器人的范围为1m～0.4m，特征匹配成功后，取匹配到的识别框为感兴趣区，进行blob分析，得到所识别障碍物的面积特征；

S3、根据拟合得到的障碍物面积特征-障碍物距离映射曲线，对障碍物的距离进行估算；

S4、控制模块根据S1中识别到的障碍物类型和S3中估算到的障碍物距离进行相应的机器人运动控制操作，控制巡检机器人顺利越障。

8.根据权利要求7所述的一种用于巡检机器人的嵌入式视觉导航方法，其特征在于，当识别模块采集前方线路的图像数据时，调取障碍物识别模板集，与采集的障碍物图像进行特征匹配；当估算模块采集前方线路的图像数据时，调取距离估算模板集，与采集的障碍物图像进行特征匹配。