自主移动装置导引线导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自主移动装置导引线导航方法，包括如下步骤：S1.采集导引线的实时图像并进行检测处理；S2.将获取到的所述导引线检测处理的结果数据进行分析，得到所述导引线的方向信息；S3.将所述导引线的方向信息发送至自主移动装置的运动控制模块，以实现对所述自主移动装置的引导。本发明专利技术同时还公开了一种自主移动装置导引线导航装置。本发明专利技术铺设导引线施工简便，可以根据任务需要灵活更改路线，而且摄像头成本低，导引线识别算法简洁，通过对导引线的设计可以更加实现对自主移动装置的灵活引导。

Guide line navigation method and device for autonomous mobile device

The invention relates to a mobile device independent navigation method of lead, which comprises the following steps: real-time S1. image acquisition and processing of the guide wire detection; S2. will get the guidewire detection processing results of data analysis, obtains the direction information of the guide wire; direction information is sent to the mobile device S3. the guide wire of the motion control module, in order to realize the autonomous mobile device guide. The invention also discloses a guide line navigation device for an autonomous mobile device. The invention is simple and easy to construct, and can change the route flexibly according to the task needs. Moreover, the cost of the camera is low, and the recognition algorithm of the pilot pin is simple. By guiding the design, the flexible guidance of the autonomous mobile device can be realized.

【技术实现步骤摘要】
自主移动装置导引线导航方法及装置
本专利技术涉及自动控制领域，更具体地说，涉及一种自主移动装置导引线导航方法及装置。
技术介绍
“自动导引运输车”(AutomatedGuidedVehicle，简称自主移动装置)，是指装备有电磁或光学等自动导航装置，它能够沿规定的导引路径行驶，实现移载功能的自动运输车。现有的导航方案包括电磁导航，磁带导航，二维码导航，激光导航。其中电磁导航通过将金属导线预埋在场地，通过检测通电后导线周围磁场方式得到移动的路线；磁带导航方案是将磁条粘贴在路面代替金属线；标签导航方案中通过识别二维码辅助惯性进行导航；激光导航安装位置精确的激光反射板，通过激光雷达发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现的导航。现有技术的电磁导航方案中导引原理简单而可靠，便于控制通讯，对声光无干扰，成本比激光导航低；电磁导航缺点：改变或扩充路径较麻烦，导引线铺设相对困难。而磁带导航优点：定位精确，路径的铺设、变更或扩充相对电磁导航容易，磁带成本较低。磁带导航缺点：磁带需要定期维护，路径变更需要重新铺设磁带。电磁导航和磁带导航原理类似，都需要磁性传感器对磁场进行检测，因此不能使用在涉及到有磁良导体的(比如金属)工作环境。通常只能沿着铺设的磁带行走。二维码导航优点定位精确，导航灵活性比较好，铺设、改变或扩充路径也较容易，便于控制通讯，对声光无干扰。二维码导航缺点：路径需要定期维护，如果场地复杂，则需要更换二维码，对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格，另对场地平整度有一定要求。激光导航的优点：定位精确；地面无需其他定位设施；行驶路径可灵活。激光导航的缺点：制造成本高，对环境要求相对较高(外界光线，地面平整度要求，能见度要求等)。为此，本专利技术提出一种低成本导航方案。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺点,提供一种自主移动装置导引线导航方法及装置。本专利技术公开了一种自主移动装置导引线导航方法，包括如下步骤：S1.采集导引线的实时图像并进行检测处理；S2.将获取到的所述导引线检测处理的结果数据进行分析，得到所述引导线的方向信息；S3.将所述导引线的方向信息发送至自主移动装置的运动控制模块，以实现对所述自主移动装置的引导。本专利技术中，所述步骤S1中采集导引线的实时图像后，进行检测的步骤包括：S11.将采集到的图像帧采用等比例缩放的方式以降低图像画面分辨率；S12.将原始图像的RGB彩色图转换成HSV色彩图；S13.根据预先设置的HSV分量范围选择合适的HSV参数生成HSV空间颜色特征掩膜版，并将所述掩膜版与步骤S12中的所述HSV图像的每一个像素按位和操作。本专利技术中，所述步骤S13中，还包括HSV颜色过滤器根据HSV空间颜色特征将导引线颜色区域与其他干扰物区分开。本专利技术中，所述步骤S13中，所述预先设置的HSV分量范围包括所述HSV颜色过滤器设置H,S,V三个分量的各自对应的上限和下限阀值，即H上限阀值，H下限阀值，S上限阀值，S下限阀值，V上限阀值，V下限阀值。本专利技术中，所述步骤S13中，所述选择合适的HSV参数的步骤包括：S131.将步骤S11采集到的一组实时图像作为所述HSV颜色过滤器设置用的待测图片，并将H，S，V分量参数的上限阀值设置为最小值，下限阈值设置为最大值；S132.选取所述待测图片中的一张作为输入，并按照步骤S12将RGB颜色转换成HSV颜色，并选择H,S,V分量中的一个作为待调参数，其余5个阈值不变；S133.选择合适的参数的方法是：按照某个固定的值从最小值依次增加至最大值的一组等差参数数列，每个参数对应一个HSV空间的颜色过滤器。对于不同参数的HSV颜色过滤器，待测图像的导引线区域像素数量发生变化，在HSV过滤器处理后的图片中导引线区域像素最多且非导引线区域像素最少的参数值被记录下来作为该参数的阈值；S134.将其余H,S,V分量的另外一个参数作为待调参数，并重复所述步骤S133，直到6个阈值参数都被确认；S135.选取下一张所述待测图片，并重复步骤S132～步骤S134，得到另外一组6个阈值；S136.直到得到全部待测图片的阈值的集合，选取每个分量上限阈值有效值集合的最大值作为最终上限阈值，取下限阈值有效值集合的最小值作为最终下限阈值；S137.根据透视规律将关注区域设置为梯形区域，即在通过设置相邻顶点矢量来实现该关注区域掩膜版，所述关注区域掩膜版与所述HSV图像的每一个像素按位和操作，并且仅保留掩膜版内的图像。本专利技术中，所述步骤S137中，所述关注区域(ROI)的设置满足两个条件：①在合理的可视区域范围；②根据导引线和自主移动装置相对运动的最大夹角。本专利技术中，所述步骤S137中，所述梯形高度设置成与图像高度乘以数值范围在(0，1)之间的系数。本专利技术中，所述步骤S1进一步包括：统计所述关注区域掩膜版(ROIMask)操作后非零像素个数，当坐标点小于某个阈值，则表示没有检测到轨迹线；当坐标点大于某个阈值，则表示检测成功。本专利技术中，所述步骤S1是通过摄像头来采集导引线的实时图像。本专利技术中，所述步骤S2包括：S21.获取所述导引线检测结果中的非零像素的位置坐标(X，Y)的集合；S22.寻找最近坐标点和最远/次远坐标点；S23.如果最近点坐标和最远点坐标同时检测成功，则根据最近和最远点相连形成的线段与图像Y方向夹角的弧度值作为导引线的方向信息并发送至所述自主移动装置的运动控制模块；如果最近点坐标检测成功，最远点坐标检测失败，则根据最近和次远点相连形成的线段与图像Y方向夹角的弧度值作为导引线的方向信息并发送至所述自主移动装置的运动控制模块；如果最近点坐标检测失败，则不计算导引线的偏向弧度；S24.计算导引线最近点坐标与所述摄像头的距离信息并发送至所述自主移动装置的运动控制模块；S25.如果检测到停止标识，则发送停止命令给所述自主移动装置的运动控制模块，否则继续。本专利技术中，步骤S22中，将图像左上角像素坐标定义为(0，0)，右下角像素坐标定义为(width，height)，width是图像宽度，height是图像高度，所述摄像头的中心位置坐标是(width/2，height/2)。本专利技术中，所述步骤S21中，在所述(X,Y)集合中，寻找Y分量最大的坐标作为所述最近坐标点(X_close，Y_close)；寻找Y分量最小的坐标作为所述最远坐标的(X_far,Y_far)。本专利技术中，所述步骤S25中，将导引线标记的实际宽度除以Y_close像素宽度作为实际宽度换算值，计算最近点X坐标与所述摄像头X坐标的差值(X_close-width/2)乘以所述实际宽度换算值，得到所述导引线最近点与所述摄像头的距离。本专利技术还公开了一种自主移动装置导引线导航装置，所述自主移动装置导引线导航装置包括：自主移动装置，所述自主移动装置包括摄像头、补光照明灯、图像处理模块以及运动控制模块，所述摄像头将采集到所述导引线的实时图像发给图像处理模块进行处理，所述图像处理模块将处理结果发送给所述运动控制模块以实现导航功能，所述补光照明灯用于在所述自主移动装置工作环境中照亮运动中所需的所述导引线；导引线，用于对所述自主移动装置实现引导。本专利技术中，所述导引线为彩色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述自主移动装置导引线导航方法包括如下步骤：S1.采集导引线的实时图像并进行检测处理；S2.将获取到的所述导引线检测处理的结果数据进行分析，得到所述引导线的方向信息；S3.将所述导引线的方向信息发送至自主移动装置的运动控制模块，以实现对所述自主移动装置的引导。

【技术特征摘要】
1.一种自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述自主移动装置导引线导航方法包括如下步骤：S1.采集导引线的实时图像并进行检测处理；S2.将获取到的所述导引线检测处理的结果数据进行分析，得到所述引导线的方向信息；S3.将所述导引线的方向信息发送至自主移动装置的运动控制模块，以实现对所述自主移动装置的引导。2.根据权利要求1所述的自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述步骤S1中采集导引线的实时图像后，进行检测的步骤包括：S11.降低采集到的所述实时图像的分辨率；S12.转换所述S11步骤处理后的图像成HSV色彩图；S13.生成HSV空间颜色特征掩膜版，并将所述掩膜版与步骤S12中的所述HSV图像的每一个像素按位和操作。3.根据权利要求2所述的自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述步骤S13中，还包括HSV颜色过滤器根据HSV空间颜色特征将导引线颜色区域与其他干扰物区分开。4.根据权利要求1所述的自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述步骤S1是通过摄像头来采集导引线的实时图像。5.根据权利要求4所述的自主移动装置导引线导航方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21.获取所述步骤S1导引线检测后的非零像素的位置坐标(X，Y)的集合；S22.寻找最近坐标点和最远坐标点；S23.如果最近点坐标和最远点坐标同时检测成功，则根据最近和最远点相连形成的线段与图像Y方向夹角的弧度值作为导引线的方向信息如果最近点坐标检测失败，则不计算导引线的偏向弧度；S24.计算导引线最近点坐标与所述摄像头的距离。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋化冰，郝明瑞，廖凯，齐鹏举，方园，米万珠，舒剑，吴琨，罗璇，
申请(专利权)人：上海木爷机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31