基于VLC技术的室内服务机器人制造技术

一种基于VLC的室内服务机器人，基于VLC的室内服务机器人采用可见光通信技术进行室内定位，在机器人上安装以下三种传感器，即CMOS摄像头、kinect传感器以及惯性传感器，在这三种传感器上分别编写驱动程序的电路，并且分别与室内服务机器人的定位系统进行定位，其通过卷帘效应以及便字长编码技术，通过光流法、像素坐标与图像坐标转换，最终获得室内机器人产品，相比于其他基于无线通行的定位技术，本申请提出的定位算法建立在已有的照明系统之上，无需附加任何特定的发送模块，并利用服务机器人自带的摄像头实现高精度的成像定位，在增加定位精度的同时，减少系统的投入成本，符合节约型经济的要求。

Indoor Service Robot Based on VLC Technology

【技术实现步骤摘要】
基于VLC技术的室内服务机器人
本申请属于机器人技术，尤其是涉及一种室内服务机器人。
技术介绍
在服务机器人的相关研究和开发中，自主导航是一项核心技术，是机器人顺利完成各种服务的基本环节之一，也是移动机器人研究领域中的重点和难点，虽然目前定位方法种类繁多，各种算法也是层出不穷，但是要实现机器人的可靠和准确定位，仍然有许多问题需要解决，如环境特征的局限性、相关算法的误差累计、基于复杂地形的障碍物通过等等，而室内环境具有空间局限性、室内光线照度反差较大等特点，这些特点都影响了定位方法的选择。国内外室内移动服务机器人定位导航技术研究现状：室内移动服务机器人主要应用在一种结构化的工作环境下，如家庭、医院等，导航系统是服务机器人中不可缺少的重要部分，它要解决的重要问题是：1、机器人在空间的位置、方向、环境信息的精确检测；2、所获信息的分析及环境模型的建立；3、使机器人安全移动的运动路径规划，在未知和不确定环境下运行时，移动机器人必须通过传感器收集数据，并通过一定的算法把传感器收集到的数据进行分析、融合用来建立外部环境的模型，为导航决策提供正确的依据。现有的室内服务机器人定位导航技术主要有以下几本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VLC的室内服务机器人，其特征是：基于VLC的室内服务机器人采用可见光通信技术进行室内定位，在机器人上安装以下三种传感器，即CMOS摄像头、kinect传感器以及惯性传感器，在这三种传感器上分别编写驱动程序的电路，并且分别与室内服务机器人的定位系统进行定位CMOS摄像头工作原理是：CMOS摄像头安装启动电路，并且利用opencv获得压缩数据，再通过网络或者WIFI将压缩数据传送到定位系统的传输层，并同步进行解码，之后，利用视频驱动，然后对图像进行解码，通过LED灯检测，获得LED灯的ID号，从而获得机器人的位置坐标，再通过定量指标计算，基于粒子滤波算法进行机器人的位置坐标的估计；K...

【技术特征摘要】
1.一种基于VLC的室内服务机器人，其特征是：基于VLC的室内服务机器人采用可见光通信技术进行室内定位，在机器人上安装以下三种传感器，即CMOS摄像头、kinect传感器以及惯性传感器，在这三种传感器上分别编写驱动程序的电路，并且分别与室内服务机器人的定位系统进行定位CMOS摄像头工作原理是：CMOS摄像头安装启动电路，并且利用opencv获得压缩数据，再通过网络或者WIFI将压缩数据传送到定位系统的传输层，并同步进行解码，之后，利用视频驱动，然后对图像进行解码，通过LED灯检测，获得LED灯的ID号，从而获得机器人的位置坐标，再通过定量指标计算，基于粒子滤波算法进行机器人的位置坐标的估计；Kinect传感器工作原理是：Kinect传感器安装启动电路，并且利用cartographer获得压缩数据，再通过网络或者WIFI将压缩数据传送到定位系统的传输层，并同步进行解码，之后，利用视频驱动，然后对图像进行解码，通过特征提取，创建即时地图，从而获得机器人的位置坐标，再通过定量指标计算，基于粒子滤波算法进行机器人的位置坐标的估计；惯性传感器工作原理是：惯性传感器安装启动电路，并且利用卡尔曼获得测量信息，再通过网络或者WIFI将压缩数据传送到定位系统的传输层，并对测量信息进行信号处理，之后，更新位姿信息，再通过航迹推算，基于粒子滤波算法进行机器人的位置坐标的估计。2.依据权利要求1所述的基于VLC的室内服务机器人，其特征是：通过以下步骤获得机器人产品：步骤1：先利用VLC和视觉识别进行理论计算和利用电脑建模软件进行数字建模；步骤2：利用以下三种技术，来获得可见光通信的数字符号，分别是：2.1：利用CMOS摄像头的成像机理；2.2：利用VLC的mB/nB变字长编码技术；2.3：利用单摄像头的成像定位机理；步骤3：通过光流法和贝叶斯准则，实现对LED灯具轨迹的追踪；步骤4：融合以下两大定位系，并开发VLC移动目标跟踪定位系统，两大定位系统分别是：4.1：cartographer开源SLAM定位系统；4.2：惯性定位系统；步骤5：获得基于可见光通信的服务机器人室内高精度定位系统；步骤6：定位性能测试和稳定性测试；步骤7：最终获得服务机器人产品。3.依据权利要求1所述的基于VLC的室内服务机器人，其特征是：所述的获得LED灯具所传输的ID位置信息，其基本流程是：步骤1、摄像头将摄取的图像获得缓存的一帧图像；步骤2、对缓存的图像进行预处理；步骤3、对图像进行筒灯图像分割；步骤4、对图像进行筒灯特征的提取；步骤5、不包含筒灯，则将图像舍弃，包含筒灯，进入下一步；步骤6、进入条纹区的选取；步骤7、对条纹区进行预处理；步骤8、分析条纹是否包含两个颜色头，如果不包含，则舍弃，如果包含，进入下一步；步骤9、进行颜色校验，颜色校验主要是对色差进行校验，在RGB设备中，由于显示屏与镜头制造工艺的差别以及外部可见光干扰，造成二进制数据相同的颜色，经过显示、摄录等工艺之后，就会造成色差，但是，色...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓春丽，陈胜迁，陈立，
申请(专利权)人：张家界航空工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43