一种基于机器视觉的室外自动工作控制系统、方法及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的室外自动工作控制系统、方法及设备，本方案控制室外自动工具沿工作区域边界运行一周后，基于机器视觉所获取到的室外自动工具周围图像信息建立工作区域边界的特征坐标地图；控制室外自动工具在由特征坐标地图限定的工作区域内工作，并基于机器视觉实时计算室外自动工具相对于工作区域边界的位置关系，并在室外自动工具到达工作区域边界时，对室外自动工具形成返回工作区域的自动工作控制模式。本发明专利技术提供的方案基于机器视觉和神经网络技术大大简化了室外自动工作设备的部署的条件，增加的室外自动工作设备在工作区域内自动工作的可靠性和控制精度，提高了室外自动设备的工作效率。提高了室外自动设备的工作效率。提高了室外自动设备的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的室外自动工作控制系统、方法及设备


[0001]本专利技术涉及设备自动化技术，具体涉及室外工作设备自动工作控制技术。

技术介绍

[0002]室外自动工具基于使用时的便捷性，在人们的日常生活中得到越来越多的应用。特别是一些能够在特定工作区域内自动完成辅助任务的室外自动工具，极大的受到欢迎，如庭院除草机器人等。对于这类的室外自动工具在实现时，其首要解决的问题是如何精确识别对应的工作区域边界，确定工作区域；在此基础上，如何在工作区域内进行工作路径规划，以尽可能的最大范围覆盖整个工作区域，同时还能够越过工作区域边界。
[0003]对此，目前常见的室外自动工具，如庭院除草机器人，在确定工作区域边界方面，往往是使用导线上输入固定频率的交变电流或者固定频率的电脉冲，利用变化的电流在导体上产生磁场的作为电磁边界；在此基础上，再使用电感或者霍尔元件感应地面及平面上的磁场信号强弱，进行巡线运动和跟踪。同时在运动路径方面，只能在电磁边界框定范围内做无序的乒乓运动。
[0004]这样的技术在实际应用时存在诸多问题，其中集中在如下几点：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的室外自动工作控制系统，其特征在于，包括机器视觉图像传感器、智能控制单元、定位模块、运动传感模块，所述机器视觉图像传感器实时获取室外自动工具周围图像信息；所述定位模块获取室外自动工具的空间位置信息；所述运动传感模块获取室外自动工具的运动状态信息；所述智能控制单元基于机器视觉图像传感器获取的室外自动工具周围图像信息、定位模块获取室外自动工具的空间位置信息以及运动传感模块获取室外自动工具的运动状态信息，在室外自动工具沿工作区域边界运行一周后，建立工作区域边界的特征坐标地图；所述智能控制单元基于室外自动工具周围图像信息、空间位置信息运动状态信息，以及所建立的工作区域边界的特征坐标地图，实时计算室外自动工具相对于工作区域边界的位置关系，并在室外自动工具到达工作区域边界时，对室外自动工具形成返回工作区域的自动工作控制模式。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的室外自动工作控制系统，其特征在于，所述智能控制单元根据机器视觉图像传感器采集的周围图像信息，利用神经网络对图像进行识别和分割，并判断室外自动工具是否接近指定的工作区域边界；如未能检测到边界，控制室外自动工具依据当前状态继续行驶，直到识别到边界；届时，同步的采集室外自动工具中定位模块获取到的绝对坐标点，以构建对应的边界特征向量；所述智能控制单元控制室外自动工具连续的沿边界线自主行走，并自主采集一系列边界的特征向量，直到出现特征向量重复，基于所获取到的边界坐标点以及对应的特征向量来建立工作区域边界的特征坐标地图。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的室外自动工作控制系统，其特征在于，所述智能控制单元基于外部遥控信号控制室外自动工具连续的沿边界线自主行走，并自主采集一系列边界的特征向量，直到出现特征向量重复，基于所获取到的边界坐标点以及对应的特征向量来建立工作区域边界的特征坐标地图。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的室外自动工作控制系统，其特征在于，所述智能控制单元基于机器视觉图像传感器获取的室外自动工具周围图像信息估计室外自动工具的运动过程信息，所述运动过程信息包括室外自动工具自主行走的位移信息及空间姿态信息。5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的室外自动工作控制系统，其特征在于，所述智能控制单元通过获取相邻两帧之间的RT坐标系变换关系，将获取得到的多个RT相乘获取得到当前帧与原始位置之间的变换关系，然后进行迭代优化；同时，融合运动传感模块获取室外自动工具的运动状态信息，通过时间积分计算室外自动工具的位移，由此完成对室外自动工具位姿信息及运动位移信息的估算。6.基于机器视觉的室外自动工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈越凡，鲍鑫亮，张伟，吴一飞，申中一，
申请(专利权)人：邦鼓思电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：