[发明专利]一种单目图像边界识别方法、装置、介质及幕墙机器人

说明书

本发明提供了一种单目图像边界识别方法，S10、获取包含有幕墙的第一图像；S20、对第一图像进行灰度化获取灰度图像；对灰度图像使用canny提取第一边缘图，对第一图像进行拉普拉斯算子提取第二边缘图，将第一边缘图、第二边缘图融合并进行二值化形成第三边缘图；S30、使用搜索框法获取第三边缘图的水平线，获取远端屋顶边沿和近端水平边框；S40，识别第三边缘图中的垂直线以获取远端左右边界和左右侧近端垂直边框；S50、将远端屋顶边沿、近端水平边框、远端左右边界和左右侧近端垂直边框和4条垂直边界用不同颜色框高亮显示。本发明能够为操作人员提供视觉上的辅助功能，避免操作人员因注意力分散而撞上边框或移出边界的情况。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体来说，涉及一种单目图像边界识别方法、装置、介质及幕墙机器人。

背景技术

在高层建筑的玻璃幕墙设计和安装过程中，在玻璃之间会安装不同类型的窗框等固定件，固定每块玻璃防止脱落。然而这些保证玻璃幕墙安全的边框固定件，却成为了清洁机器人清洗、吸附和行进的障碍，也成为了进行清洁机器人运行的挑战。幕墙机器人要解决幕墙边框影响运行的问题，首先就需要实现对幕墙边框的感知和识别。现有的幕墙清洁机器人识别玻璃幕墙边界方法包括地面观察、传感器反馈、摄像头目测等方法。

大部分幕墙清洁机器人上安装了碰撞传感器，防止操作人员操作不当导致撞击幕墙边框等情况的出现。碰撞传感器一般部署在机器人的四边或四角位置，当机器人接近边框时，碰撞传感器首先撞击到边框并返回电信号，机器人接收到信号后停止动作以防撞击。然而碰撞传感器需要撞击才能返回信号，为了进一步提升操作人员的观测能力，部分幕墙清洁机器人装有摄像头，通过图像传输装置将实时画面传到地面操作人员的遥控器上。操作人员通过观察机器人摄像头的画面，判断机器人前进方向的边界情况，以此进行操作和调整。

在学术界，已有学者研究应用于幕墙清洁机器人的图像识别算法，识别和提取幕墙上的窗框等边界，以此为机器人的自动运行提供感知数据。例如直接使用Sobel算子进行提取边界，融合边缘检测和霍夫变换算法判断是否到达边缘，以及HSI模型识别幕墙等。

本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种单目图像边界识别方法，其包括如下步骤：

S10、获取包含有幕墙的第一图像；

S20、对所述第一图像进行灰度化，获取灰度化后的灰度图像；对所述灰度图像使用canny算子提取第一边缘图，对第一图像进行拉普拉斯Laplacian算子提取第二边缘图，将所述第一边缘图、第二边缘图融合并二值化形成第三边缘图；

S30、使用搜索框法获取所述第三边缘图的水平线，获取远端屋顶边沿和近端水平边框；其中搜索框法为设置一个矩形区域，如果区域内像素值为二值化后的高值的像素点数量大于阈值，则认为搜索到边界，以此获取边界的顶部和底部后在顶部和底部区域内向左右扩展，搜索左右端以获取屋顶的边沿；

S40，识别所述第三边缘图中的垂直线以获取远端左右边界和左右侧近端垂直边框；

S50、将所述远端屋顶边沿、近端水平边框、远端左右边界和左右侧近端垂直边框和4条垂直边界用不同颜色框高亮显示。

具体的，步骤S20还包括：

S21、对灰度图使用Canny算子提取边缘图获取第一边缘图；

S22、对所述第一图像使用高斯滤波，进行灰度化后使用Laplacian算子提取边缘图获取第二边缘图；

S23、将第一边缘图和第二边缘图的像素各赋权重0.5，然后进行图像叠加；