[发明专利]移动机器人的导航方法及移动机器人

说明书

本发明公开了一种移动机器人的导航方法，包括：使第一摄像头的朝向与第二摄像头的朝向不同；分别从第一摄像头及第二摄像头获取视频帧；检测视频帧的特征点；跟踪特征点，并排除离群点；求取第一摄像头的位姿转换矩阵及第二摄像头的位姿转换矩阵，计算跟踪成功的特征点的三维坐标，形成新三维点集；根据新的三维点集优化第一摄像头的位姿转换矩阵及第二摄像头的位姿转换矩阵，得到移动机器人的位姿；以及根据所述移动机器人的位姿更新定位信息和地图。该移动机器人的导航方法定位精度高，场景识别能力强，系统鲁棒性高。本发明还公开了一种移动机器人。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种移动机器人的导航方法和应用该导航方法的移动机器人。

背景技术

移动机器人是自主控制移动、自动执行工作的智能装置，它可以在地面上或其他表面上移动，它既可以接受用户的指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。随着科学技术的进步，移动机器人在诸如生产、军事、服务等领域均有应用，尤其在家居服务领域应用越来越广，例如吸尘、扫地、拖地、擦玻璃等清洁机器人以及用于割草的割草机器人等。目前，在国内外的家用及公共场所均有所应用。

为了使移动机器人更好的执行任务，通常希望移动机器人有定位和导航功能，这样，许多厂商在移动机器人中添加了摄像头和SLAM(同步定位及建图，SimultaneousLocalization And Mapping)单元，以使移动机器人能够自动定位并创建地图，从而达到导航的目的。然而，现有技术中，设置了单摄像头的移动机器人在复杂多变的室内环境下，仍会检测不到足够多的特征点，例如，当摄像头朝向白墙或白天花板时，由于大面积为无变化特点的白色，很难检测到特征点，从而难以定位；或者容易跟丢特征点，例如，移动机器人旋转或行走时朝向窗口，窗外射进来明亮的阳光，此时摄像头逆光拍摄，光照变化大，导致特征点不易匹配继而跟踪失败，系统鲁棒性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种移动机器人的导航方法，该导航方法定位精度高，场景识别能力强，从而提高系统的鲁棒性。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种移动机器人的导航方法，应用于所述移动机器人，所述移动机器人包括机器人主体、第一摄像头及第二摄像头，所述第一摄像头及所述第二摄像头设置于所述机器人主体上，所述导航方法包括步骤：

使所述第一摄像头的朝向与所述第二摄像头的朝向不同；

分别从所述第一摄像头及所述第二摄像头获取视频帧；

检测所述视频帧的特征点；

跟踪特征点，并排除离群点；

求取所述第一摄像头的位姿转换矩阵T₁及所述第二摄像头的位姿转换矩阵T₂，计算跟踪成功的特征点的三维坐标，形成新的对应于所述第一摄像头的三维点集New_PtSet1及对应于所述第二摄像头的三维点集New_PtSet2；

根据所述三维点集New_PtSet1及所述三维点集New_PtSet2优化所述第一摄像头的位姿转换矩阵T₁及所述第二摄像头的位姿转换矩阵T₂，得到所述移动机器人的位姿；以及

根据所述移动机器人的位姿更新定位信息和地图。

优选地，所述检测所述视频帧的特征点具体可以是：检测所述视频帧的特征点，将所述特征点转化为词袋特征向量并保存于场景数据库DB；

所述跟踪特征点，并排除离群点具体可以是：根据所述场景数据库DB跟踪特征点，并排除离群点。