基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法,包括：在每个液压支架的相同位置安置方形定位标识，用摄像机对液压支架图像进行采集，当巡检机器人行走到每节刮板末端、每节刮板与液压支架的连接处时分别拍摄图像；对采集得到的目标图像进行降噪处理，提取降噪处理后图像中的定位标识；对每个定位标识进行边缘直线拟合，得到每个定位标识的四个顶点坐标；计算相邻刮板间的夹角，根据刮板长度和相邻刮板的夹角拟合巡检机器人的运动轨迹，测量运动轨迹的直线度。本发明专利技术利用非接触式的视觉测量技术测量工作面巡检机器人的运动轨迹直线度，准确度高，为工作面的控制、安全运行提供必要的技术支持。

Straightness measurement method of inspection robot trajectory based on multi image sequences

The invention discloses a multi image inspection robot trajectory straightness measurement method based on including: in each of the hydraulic support the same placement of square positioning identification, collection of hydraulic support images with the camera, when the inspection robot walk to each section at the end of each section, scraper scraper and hydraulic support joint are images of the target image acquisition; the noise reduction processing, extraction after de-noising logo positioning in the image; edge line fitting for each location identification, four vertex coordinates of each positioning mark; calculating the included angle between adjacent scraper, according to trajectory angle fitting inspection robot and the length of the adjacent scraper scraper the motion trajectory measurement of straightness. The non-contact visual measuring technique is used to measure the straightness of the moving track of the robot for inspection on the working face, and the accuracy is high, so as to provide the necessary technical support for the control and safe operation of the working face.

【技术实现步骤摘要】
基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法
本专利技术属于矿用设备运行状态监测领域，尤其涉及一种基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法。
技术介绍
巡检机器人作为工作面的监测部分，其运行轨迹反应了当前刮板运输机的直线度，因此通过测量巡检机器人的运动轨迹可以判断当前综采工作面的运行情况。目前通过在巡检机器人上安装编码器等方式来检测机器人的位移，但无法对其运动轨迹的直线度进行测量。
技术实现思路
针对现有制备技术的缺陷和不足，本专利技术的目的是提供一种基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法，解决了安装编码器无法检测运动轨迹直线度的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现：基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法,该方法中包括N个液压支架，每个液压支架上连接有一个刮板，巡检机器人沿着刮板运动，包括以下步骤：步骤一：在每个液压支架上安装方形定位标识板，所述的每个液压支架上的定位标识板的位置相同，当巡检机器人行走到每节刮板末端、每节刮板与液压支架的连接处时分别采集图像；步骤二：对采集得到的目标图像进行降噪处理，提取降噪处理后图像中的定位标识；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法,该方法中包括N个液压支架，每个液压支架上连接有一个刮板，巡检机器人沿着刮板运动，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在每个液压支架上安装方形定位标识板，所述的每个液压支架上的定位标识板的位置相同，当巡检机器人行走到每节刮板末端、每节刮板与液压支架的连接处时分别采集图像；步骤二：对采集得到的目标图像进行降噪处理，提取降噪处理后图像中的定位标识；步骤三：利用感受野细胞模型对每个定位标识进行边缘直线拟合，得到每个定位标识的四个顶点坐标；步骤四：利用视觉成像模型，对步骤三获得的每个定位标识的每个顶点坐标进行逆变换计算，得到每个定位标识的每个顶点在光心坐标...

【技术特征摘要】
1.基于多图像序列的巡检机器人运动轨迹直线度测量方法,该方法中包括N个液压支架，每个液压支架上连接有一个刮板，巡检机器人沿着刮板运动，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在每个液压支架上安装方形定位标识板，所述的每个液压支架上的定位标识板的位置相同，当巡检机器人行走到每节刮板末端、每节刮板与液压支架的连接处时分别采集图像；步骤二：对采集得到的目标图像进行降噪处理，提取降噪处理后图像中的定位标识；步骤三：利用感受野细胞模型对每个定位标识进行边缘直线拟合，得到每个定位标识的四个顶点坐标；步骤四：利用视觉成像模型，对步骤三获得的每个定位标识的每个顶点坐标进行逆变换计算，得到每个定位标识的每个顶点在光心坐标系中的坐标；步骤五：利用公式(1)计算相邻刮板间的夹角；βk＝θk-γk(1)其中，k＝1,2,...,N-1，N为标识板的个数，为第k+1个标识板的第i个顶点坐标，i为定位标识板四个顶点中的任意一个；Lk为第k个刮板末端与第k+1个定位标识板之间在光心坐标系中的投影距离，lk为第k+1个刮板末端与第k+1个定位标识板之间在光心坐标系中的投影距离，a为每节刮板的长度；步骤六：以第一个拍摄点为坐标原点，以巡检机器人沿第一节刮板运动方向为X轴，垂直于巡检机器人沿第一节刮板运动方向为Y轴为建立水平面二维坐标系，根据刮板长度a和相邻刮板的夹角βk拟合巡检机器人的运动轨迹，测量运动轨迹的直线度。2.如权利要求1所述的基于多图像序列的井下液压支架组位姿测量方法，其特征在于：所述的步骤二包括：步骤2.1：对采集得到的每帧目标图像进行自适应二值化预处理；步骤2.2：利用基于连通分量的方法对预处理后的目标图像中的定位标识进行提取。3.如权利要求1所述的基于多图像序列的井下液压支架组位姿测量方法，其特征在于：步骤三中采用感受野细胞模型对每个定位标识进行边缘直线拟合，具体步骤为：步骤3.1：对第j个定位标识按照设定的中心间距和大小分布感受野，采用(r*2+1)*(r*2+1)的掩模，j＝1,2,…,N，N为定位标识板的个数，r为感受野细胞半径，掩模中心与感受野细胞中心重合；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭辉，刘永伟，杨文娟，毛清华，王冬曼，张超，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61