[发明专利]移动机器人自动定位装置、方法及无人割草机定位系统

说明书

本发明公开一种移动机器人自动定位装置、方法及无人割草机定位系统，该定位装置搭载在移动机器人上，定位装置包括：环视相机，包括多个相机，用于采集预先布置在当前固定运行场景中不同位置处的多个标记的图像；各个标记布置在环视相机的视场范围内，每个标记上分别在一个以上的不同视角方向设置不同的预设特征图案；处理单元，用于接收环视相机中各个相机采集到的标记的图像并对各个标记上的特征图案进行识别，根据识别出的各个标记上的特征图案计算出移动机器人当前位姿输出。本发明具有结构简单、成本低、定位效率以及精度高且安全可靠等优点。

技术领域

本发明涉及地面移动机器人定位技术领域，尤其涉及一种移动机器人自动定位装置、方法及无人割草机定位系统。

背景技术

对于地面移动机器人而言，如何高精度低成本地对自身进行定位、对环境进行感知是机器人实现自主移动的前提。因此，即时成图与定位（SLAM）技术当前备受关注，尤其是基于激光雷达和视觉感知的定位技术。

视觉感知的核心即是基于CCD或者CMOS的相机。根据视角范围、应用场景等的不同，包括单目、双目、鱼眼、环视等各种相机，可用于定位、建图、语义分析等，其中环视相机由于具有视场角大等特点，在安防、汽车辅助驾驶、消费、机器人等均有大量应用。环视相机，也即为全景相机，通常是由多个相机分布安装于车辆前后左右等多点构成，或者采用多个相机集中（传感器法向量）非平行安装构成，典型的如FLIR ladybug3全景系统。

为了构成全景或者环视系统，现有技术中均需要将多个相机得到的图像进行拼接，识别出全景图像中的自然环境特征后，再将相机间的重叠部分去掉，最终构成一个完整无重叠的环视或者全景图像。而自然环境特征识别以及拼接处理的计算密集度、复杂度均较高，使得必须依赖于高性能的处理器来处理，导致实现成本高、计算量大，若进一步利用该类环视系统实现机器人自身位置定位，会导致定位实现复杂以及定位效率低，且往往难以兼顾定位精度以及定位效率。

对于如无人割草机、扫地机器人等地面移动机器人，其通常都是在某一固定环境下运行，即所在的运行场景是固定的，固定的运行场景可以为地面移动机器人在定位过程中提供一定的先验信息。但是现有技术中针对于该类固定运行场景下的地面移动机器人定位，通常都是直接采用传统基于视觉感知的定位方式，即通过采用相机采集机器人周围的环境图像，通过提取自然环境中的特征，借助SLAM算法，最终解算出机器人的位姿，因而上述机器人定位方式会存在以下问题：

1、特征提取时使用图像自然环境中的特征，但是自然环境特征点是丰富且多变，需要进行大量的计算，另一方面，在实际环境中，自然特征易受环境等的影响，因而还会存在不稳定不可靠等问题。

2、使用环视相机时需要进行图像拼接，导致需要使用高性能处理器以进行大量的数据处理。

综上，现有技术中针对于地面移动机器人的定位方式，实现复杂、所需计算量大，就未充分利用该类地面移动机器人运行场景固定的特性，导致定位效率以及精度低且定位可靠性并不高，若为了提高定位效率、精度采用高性能处理器又会大大增加实现成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、定位效率与精度高且安全可靠的移动机器人自动定位装置、方法以及无人割草机定位系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种移动机器人自动定位装置，包括：

环视相机，搭载于移动机器人上，包括多个具有不同视场角的相机，用于采集预先布置在当前固定运行场景中不同位置处的多个标记的图像；各个标记布置在所述环视相机的视场范围内，每个所述标记上分别在两个以上的不同视角方向设置不同的预设特征码图案；

处理单元，用于接收所述环视相机中各个相机采集到的标记的图像并对各个标记上的特征码图案进行识别，根据识别出的各个标记上的特征码图案计算出移动机器人当前位姿输出。