[发明专利]一种基于计算机视觉的机器人行走控制系统及方法

摘要

本发明公开一种基于计算机视觉的机器人行走控制系统及方法，利用摄像器对机器人所处的环境空间进行扫描获取环境空间图像数据；通过指令输入模块利用输入键盘输入机器人控制指令；利用图像处理程序对图像目标对象进行处理；利用识别程序对图像特征信息进行识别；利用测距传感器对障碍距离进行测量；利用导航程序根据障碍识别测距数据对机器人行走路线进行导航。本发明完成了视觉处理、空间表示、自我定位、地图更新等一系列任务，实现了在未知环境中高仿生性、强自主性的机器人导航。

主权项

1.一种基于计算机视觉的机器人行走控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：/n步骤一，通过环境空间扫描模块利用摄像器对机器人所处的环境空间进行扫描获取环境空间图像数据；通过指令输入模块利用输入键盘输入机器人控制指令；/n步骤二，中央控制模块通过图像处理模块利用图像处理程序对图像目标对象进行处理获取目标图像帧中目标对象的颜色参考值，其中，所述颜色参考值为所述目标对象在预设区域内出现次数最多的颜色的颜色值；获取由所述目标图像帧中与所述颜色参考值的差值小于或者等于预设值的像素点形成的第一区域；将所述第一区域的边缘作为所述目标对象的轮廓；/n步骤三，通过障碍识别模块利用识别程序对图像特征信息进行识别；/n对收集到的障碍数据进行预处理，即对所述障碍数据按照障碍图像信息进行归类，并将同一障碍图像信息的所有位置数据按照时间戳排序，最终形成机器人的原始轨迹序列集合；/n对预处理后的轨迹序列集合进行处理，即根据机器人的避障需求找到不满足机器人避障容忍度的轨迹序列集合，然后将这些集合按照频率进行排序，得到安全的可发布的轨迹数据集合；/n分析经过避障处理后的轨迹数据集合的可用性，统计轨迹数据集的数据效用；/n步骤四，通过测距模块利用测距传感器对障碍距离进行测量；/n步骤五，通过导航模块利用导航程序根据障碍识别测距数据对机器人行走路线进行导航；将视觉图像利用神经网络VGG-16进行逐层抽象表示，形成表示机器人位置和方向角信息的M个视觉节点，第j个视觉节点的响应值为fj；/n建立环状空间皮层并均匀分布N个位置节点，位置节点i与位置节点k间以回馈连接wika相互抑制放电，求取回馈连接wika；视觉节点j经由竞争连接vij向位置节点i传送信息，得到此方式对位置节点响应所贡献的数值mi；根据回馈连接wika和mi求取环状空间皮层上所有位置节点的响应值；位于环状空间皮层上的位置节点形成认知地图，同时实现机器人定位；/n根据预估位置的差值构建拓扑地图，实现机器人的导航；/n步骤六，通过显示模块利用显示器显示环境空间图像、控制指令、测距数据信息。/n