视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人技术

本发明专利技术涉及一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人。该方法包括：S1、使目标点位于旋转摄像头的视野范围内；S2、获取割草机器人的航向和旋转摄像头的光轴的第一夹角，以及旋转摄像头的视野范围内目标点的预设轨迹和光轴的第二夹角；S3、根据第一夹角和第二夹角调整割草机器人的航向；S4、重复执行步骤S1至步骤S3，使割草机器人持续跟踪目标点。本发明专利技术使用摄像头实现割草机对目标物体的跟踪，提升割草机的智能化水平，增加应用场景。

【技术实现步骤摘要】
视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人
本专利技术涉及割草机领域，更具体地说，涉及一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人。
技术介绍
自动割草机器人能够自动完成一定区域内的割草任务，节省人力同时提升割草效率。现有自动割草机多采用电磁定位技术，用于割草机的边界确认、返回基站等操作，但因电磁定位技术的局限性，不能识别目标物体，所以不能完成目标跟踪任务，影响自动割草机器人的性能，也限制了割草机的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，包括：S1、使目标点位于旋转摄像头的视野范围内；S2、获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角，以及所述旋转摄像头的视野范围内所述目标点的预设轨迹和所述光轴的第二夹角；S3、根据所述第一夹角和所述第二夹角调整所述割草机器人的航向；S4、重复执行所述步骤S1至所述步骤S3，使所述割草机器人持续跟踪所述目标点。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，所述步骤S2还包括：获取所述目标点距离所述割草机器人的目标距离；所述步骤S3包括：根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述目标距离调整所述割草机器人的航向。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，所述步骤S1包括：S11、使目标点位于旋转摄像头的视野范围中央；所述步骤S2包括：S21、获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角；所述步骤S3包括：S31、根据所述第一夹角调整所述割草机器人的航向。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，所述调整所述割草机器人的航向包括：调整所述割草机器人的航向和航速。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，所述步骤S2中所述目标点的预设轨迹的获取过程为：所述割草机器人存储有割草区域地图，根据所述割草机器人和所述目标点在所述割草区域地图上的位置规划出所述割草机器人到所述目标点的预设轨迹。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，在所述步骤S1至所述步骤S4中，若所述目标点脱离所述旋转摄像头的视野范围，则所述割草机器人原地水平转动和/或所述旋转摄像头水平转动，直至所述目标点重新出现在所述旋转摄像头的视野范围内。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，所述步骤S4中使所述割草机器人持续跟踪所述目标点包括：使所述割草机器人逐步靠近并抵达所述目标点。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法中，对于所述割草机器人：以所述割草机器人的航向为X1轴，以平行于所述割草机器人的轮轴方向为Y1轴，以垂直与X1Y1平面的方向为Z1轴，建立割草机器人直角坐标系X1Y1Z1；以所述旋转摄像头的光轴为X2轴，以平行于所述Z1轴的方向为Z2轴，以垂直于X2Z2平面的方向为Y2轴，建立旋转摄像头直角坐标系X2Y2Z2；在所述步骤S2中，以所述割草机器人直角坐标系X1Y1Z1和所述旋转摄像头直角坐标系X2Y2Z2为参考系获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角。另外，本专利技术还提一种视觉伺服割草机器人，包括旋转摄像头、存储器和处理器，所述处理器分别连接所述存储器和所述旋转摄像头；所述旋转摄像头用于获取包含目标点的图像信息；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如上述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法。进一步，在本专利技术所述的视觉伺服割草机器人中，所述旋转摄像头包括驱动云台和摄像头，所述摄像头通过所述驱动云台安装在所述割草机器人上，所述驱动云台用于驱动所述摄像头转动。实施本专利技术的一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人，具有以下有益效果：本专利技术使用摄像头实现割草机对目标物体的跟踪，提升割草机的智能化水平，增加应用场景。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一实施例提供的一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法的流程图；图2a是本专利技术一实施例提供的第一夹角的示意图；图2b是本专利技术一实施例提供的第二夹角的示意图；图3是本专利技术一实施例提供的一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法的流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。在一优选实施例中，参考图1，本实施例的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法应用于自动割草机器人，自动割草机器人不需要人工操作，能够自主完成割草作业。自动割草机器人包括刀盘、割草电机、驱动电机、车轮和供电模块等，具体结构可参考现有技术。具体的，该视觉伺服割草机器人目标跟踪方法包括下述步骤：S1、使目标点位于旋转摄像头的视野范围内。具体的，在现有割草机器人的基础上，本实施例新增可旋转的旋转摄像头，该旋转摄像头安装在割草机器人上且能够自由转动，例如旋转摄像头通过可旋转云台安装在割草机器人上，可旋转云台驱动旋转摄像头转动。割草机器人开始工作后，首先搜索目标点，在目标点未位于旋转摄像头的视野范围内时，旋转摄像头自由转动以搜寻目标点，旋转摄像头在转动同时进行图像识别。旋转摄像头或割草机内置有图像识别算法，使用图像识别算法识别摄像头获取的图像，以判断目标点是否出现在当前视野中。也就是说，旋转摄像头或割草机内存储有多个目标点的预设识别模型，例如基站识别模型、障碍物识别模型、墙壁识别模型、边界识别模型、喷水器识别模型等，使用预设识别模型识别摄像头获取的图像，若图像中有物体与预设识别模型匹配，则认为识别到目标点。S2、获取割草机器人的航向和旋转摄像头的光轴的第一夹角，以及旋转摄像头的视野范围内目标点的预设轨迹和光轴的第二夹角。具体的，割草机器人的航向是指割草机的当前行驶方向，旋转摄像头的光轴是指摄像头中心点的光束的中心线。旋转摄像头安装完成后即得知割草机器人的航向和旋转摄像头的光轴的初始夹角，旋转摄像头开始旋转后，记录旋转摄像头的旋转角度，由初始夹角和旋转角度即可得到割草机器人的航向和旋转摄像头的光轴的第一夹角。作为选择，若初始夹角为零度，则旋转摄像头的旋转角度即为割草机器人的航向和旋转摄像头的光轴的第一夹角。进一步，旋转摄像头的视野范围内目标点的预设轨迹和光轴的第二夹角可通过图像算法得到；作为选择，目标点的预设轨迹的获取过程为：割草机器人存储有割草区域地图，根据割草机器人和目标点在割草区域地图上的位置规划出割草机器人到目标点的预设轨迹。参考图2a和图2b，图2a为割草机器人的俯视图，图中虚线10为割草机器人的航向，虚线20为旋转摄像头的光轴，则虚线10和虚线20的夹角A为第一夹角。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，包括：/nS1、使目标点位于旋转摄像头的视野范围内；/nS2、获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角，以及所述旋转摄像头的视野范围内所述目标点的预设轨迹和所述光轴的第二夹角；/nS3、根据所述第一夹角和所述第二夹角调整所述割草机器人的航向；/nS4、重复执行所述步骤S1至所述步骤S3，使所述割草机器人持续跟踪所述目标点。/n

【技术特征摘要】
1.一种视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，包括：
S1、使目标点位于旋转摄像头的视野范围内；
S2、获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角，以及所述旋转摄像头的视野范围内所述目标点的预设轨迹和所述光轴的第二夹角；
S3、根据所述第一夹角和所述第二夹角调整所述割草机器人的航向；
S4、重复执行所述步骤S1至所述步骤S3，使所述割草机器人持续跟踪所述目标点。


2.根据权利要求1所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：获取所述目标点距离所述割草机器人的目标距离；
所述步骤S3包括：根据所述第一夹角、所述第二夹角和所述目标距离调整所述割草机器人的航向。


3.根据权利要求1所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、使目标点位于旋转摄像头的视野范围中央；
所述步骤S2包括：S21、获取割草机器人的航向和所述旋转摄像头的光轴的第一夹角；
所述步骤S3包括：S31、根据所述第一夹角调整所述割草机器人的航向。


4.根据权利要求1至3任一项所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，所述调整所述割草机器人的航向包括：
调整所述割草机器人的航向和航速。


5.根据权利要求1所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2中所述目标点的预设轨迹的获取过程为：
所述割草机器人存储有割草区域地图，根据所述割草机器人和所述目标点在所述割草区域地图上的位置规划出所述割草机器人到所述目标点的预设轨迹。


6.根据权利要求1所述的视觉伺服割草机器人目标跟踪方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍浩文，
申请(专利权)人：深圳拓邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44