[发明专利]一种智能配送机器人控制系统

摘要

本发明属于机器人技术领域，公开了一种智能配送机器人控制系统，所述智能配送机器人控制系统包括：摄像模块、环境监测模块、单片机控制模块、监控识别模块、避障模块、定位模块、结算模块。通过摄像模块采集消费者的图像信息；通过环境监测模块监测配送过程中环境的温度、湿度等信息；单片机控制模块调度监控识别模块对采集的图像进行识别操作；通过避障模块精确躲避配送路途中遇到的障碍物；通过定位模块实时定位配送机器人的位置信息；通过结算模块对消费者的接收到物品后进行确认结算。通过避障模块使用多次模糊逻辑处理，更简单精确地实现机器人自主避障，提升了机器人的使用寿命；根据人脸获取消费者的订单信息，大大提高订单处理效率。

主权项

1.一种智能配送机器人控制系统，其特征在于，所述智能配送机器人控制系统包括：摄像模块、环境监测模块、单片机控制模块、监控识别模块、避障模块、定位模块、结算模块；摄像模块，与单片机控制模块连接，用于通过摄像头采集消费者的图像信息；所述摄像模块数字消费者图像的合成方法，具有摄影设备，通过所述摄影设备分别获取曝光时长不同的两幅消费者图像包括以下步骤：S1 将曝光时间长的消费者图像与曝光时间短的消费者图像分别标记为H消费者图像与L消费者图像；S2 分别获取所述H消费者图像与L消费者图像的YCbCr三通道分量，并对各个分量进行梯度计算后得到所述H消费者图像与L消费者图像中每个像素位置的三通道分量梯度值；S3 依次将S2步骤获得的所述H消费者图像与L消费者图像中每同一分量的同一个像素位置的梯度进行比较并进行权值修改，得出所述H消费者图像与L消费者图像相对应的权值矩阵；比较为GYH(m,n)与GYL(m,n)、GCbH(m,n)与GCbL(m,n)、GCrH(m,n)与GCrL(m,n)在相同m，n情况下进行比较，其中，m表示消费者图像H或消费者图像L的第m行，n表示消费者图像H或消费者图像L的第n列；进行权值修改时，当两个消费者图像梯度差在最大梯度差的1/3以内时，取相同的权值，即为0.5；反之，当梯度差大于最大梯度差的1/3时，对梯度值大的赋予大于0.5的权值，梯度值小的赋予小于0.5的权值；最后得到两幅图对应的权值矩阵YA(m,n)、CbA(m,n)、CrA(m,n)与YB(m,n)、CbB(m,n)、CrB(m,n)；S4 将所述H消费者图像与L消费者图像各自的YCbCr三通道分量每个相同像素位置的像素分别乘以其相对应的权值；S5 将S4获得的乘积进行求和处理，最终得到三通道分量合成新的消费者图像；环境监测模块，与单片机控制模块连接，用于监测配送过程中环境的温度、湿度等信息；单片机控制模块，与摄像模块、环境监测模块、监控识别模块、避障模块、定位模块、结算模块连接，用于控制各个模块正常工作；所述单片机控制模块的消费者图像信息的脉冲耦合神经网络模型：Fij[n]＝Sij；Uij[n]＝Fij[n](1+βij[n]Lij[n])；其中，βij[n]为自适应链接强度系数；Sij、Fij[n]、Lij[n]、Uij[n]、θij[n]分别为输入图像信号、反馈输入、链接输入、内部活动项及动态阈值，Nw为所选待处理窗口W中的像素总数，Δ为调节系数，选取1～3；监控识别模块，与单片机控制模块连接，用于对采集的图像进行识别操作；所述监控识别模块的图像缝合线采用消除跨重叠区域遮挡求解最小连通域的方法，具体包括：缝合线采用消除跨重叠区域遮挡求解最小连通域的方法，具体包括：1)采用阈值分割的方法将图像分为两部分，高量值区和低量值区，阈值代价准则定义如式：其中为cost(x，y)求得的误匹配度量矩阵，δ·THmax是图像分割阈值，其中THmax为重叠区域的最大误匹配量值，δ为固定常量，δ∈(0，0.2)；Tcost_b为Tcost的二值化矩阵；2)判断缝合线的起点和终点是否均在低量值区(Tcost_b＝0)且位于同一连通分量，即判断起点终点间是否存在一条路径；若不存在，表示图中存在一条或多条跨重叠区域的遮挡；查找跨重叠区域的遮挡，并逐步减小此遮挡区域的量值，直到不存在跨重叠区域的遮挡，使起点和终点位于同一连通分量内；此时起点终点所在的连通区域，即求解的缝合线最小连通域；避障模块，与单片机控制模块连接，用于精确躲避配送路途中遇到的障碍物；所述避障模块由FPGA模块、发射电路模块、接收电路模块、放大滤波模块、AD转换模块；发射电路模块和接受电路模块与天线连接：FPGA模块，用于输入输出控制、任务调度、信号调制、AD转换器控制、数字滤波、波形识别和RSS计算；发射电路模块，与FPGA模块连接，用于将调制后的信号进行功率放大，通过天线发射出去；接收电路模块，与发射电路模块连接，与天线相连，用于从天线接收应答器返回信号；放大滤波模块，与接收电路模块连接，接收到的返回信号属于微弱信号，对该信号进行滤波放大后才能进行数字化采样；AD转换模块，与放大滤波模块连接，用于对放大滤波后的信号进行固定周期采样；所述FPGA模块进一步包括：输入输出控制器，用于对键盘输入进行编解码，生成用户命令；信号调制模块，用于载波信号的产生及将需要发送给应答器的命令调制在载波信号上；数字滤波模块，用于对采样得到的数字信号进行带宽滤波，去除干扰；波形识别模块，用于对滤波后的数字信号计算局部极大值，识别出一个周期的波形；RSS计算及解码模块，用于从波形数据中计算接收信号强度，依据应答器返回信号的编码规则，对信号进行解码，提取应答器返回的数据；定位模块，与单片机控制模块连接，用于通过定位芯片实时定位配送机器人的位置信息；结算模块，与单片机控制模块连接，用于对消费者的接收到物品后进行确认结算。