本发明专利技术公开一种基于自然物体的单目自动驾驶导航方法、系统及装置，方法包括：在机器人移动过程中，机器人控制模块获取第一图像、第二图像及目标位置图像；建立空间轨迹直角坐标系；得到第一像素距离及第二像素距离，通过第一图像和第二图像得到机器人中心点发生的移动位移；结合预设差值模型得到实际距离差值，并将实际距离差值与预设距离差值进行对比；根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向。本发明专利技术基于机器人的直线运动进行参考，进而建立空间轨迹直角坐标系，通过机器人视角判断机器人离目标位置的距离以及是否偏移目标距离；不需要依赖GPS等定位系统，能够直接使用，后续应用很方便，工作量大大的减小。量大大的减小。量大大的减小。
【技术实现步骤摘要】
基于自然物体的单目自动驾驶导航方法、系统及装置
[0001]本专利技术涉及机器人自动驾驶
，尤其涉及一种基于自然物体的单目自动驾驶导航方法、系统及装置。
技术介绍
[0002]随着智能化的日益普及，机器人在各行各业得到了越来越广泛的应用。例如，农业中应用到的机器人，可以除草，可以摘果实、家庭中也会应用到扫地机器人，机器人的应用越来越给人们带来了生活或者工作上的便利，在机器人的工作过程中，经常需要精准移动到指定的目标位置。例如，当扫地机器人打扫卫生或者充电时，都会到指定的位置或者预设的位置，采摘机器人也会到指定的位置进行采摘等，这些机器人都需要自行移动的指定的位置。
[0003]在现有的机器人导航的控制方法中，一般会基于GPS及视觉导航系统，而在视觉导航系统中会添加成熟的SLAM算法，这样的实现方式会导致工作量大，数据采集量大，并且受地形影响严重，使用SLAM算法需要先建地图，因此工作量大，应用很麻烦，不能直接使用。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对现有技术中的缺点，提供了一种基于自然物体的单目自动驾驶导航方法、系统及装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
[0006]一种基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，包括以下步骤：
[0007]在机器人移动过程中，机器人控制模块获取第一图像、第二图像及目标位置图像，其中，第一图像为第一时段运动到第一位置点的图像，第二图像为第二时段运动到的第二位置点的图像；
[0008]以机器人成像胶片所在平面作为X轴，以目标位置方向作为Y轴的正方向，建立空间轨迹直角坐标系；
[0009]在所述空间轨迹直角坐标系内，通过第一图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第一像素距离，通过第二图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第二像素距离，通过第一图像和第二图像得到机器人中心点发生的移动位移；
[0010]基于第一像素距离、第二像素距离及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值，并将实际距离差值与预设距离差值进行对比；
[0011]根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人靠近或远离目标位置点的方向运动。
[0012]作为一种可实施方式，所述基于第一像素距离、第二像素距离及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值，包括以下步骤：
[0013]基于第一像素距离及预设成像距离，结合预设角度计算模型得到机器人在第一时段机器人中心点与目标位置点的第一夹角；
[0014]基于第二像素距离及预设成像距离，结合预设角度计算模型得到机器人在第二时段机器人中心点与目标位置点的第二夹角；
[0015]基于第一夹角、第二夹角及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值。
[0016]作为一种可实施方式，所述预设差值模型表示为：
[0017][0018]其中，s＝h1
‑
h2，α1表示第一夹角，α2表示第二夹角，s表示移动位移，h1表示目标位置点到成像底片的垂直距离，h2表示目标位置点到第二时段下机器人中心在Y轴的距离，h表示实际距离差值。
[0019]作为一种可实施方式，所述预设角度计算模型为：
[0020]其中，α表示夹角，d表示对边，l表示邻边；
[0021]将第一像素距离设为d1，第二像素距离设为d2，预设成像距离设为l，则所述预设角度计算模型表示为：
[0022][0023][0024]其中，α1表示第一夹角，α2表示第二夹角。
[0025]作为一种可实施方式，所述根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人靠近或远离目标位置点的方向运动，包括以下步骤：
[0026]若实际距离差值大于预设距离差值，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人向目标位置点靠近且偏移；
[0027]若实际距离差值小于预设距离差值，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人远离目标位置点的方向运动；
[0028]若实际距离差值等于预设距离差值，机器人控制模块则不调整运动方向。
[0029]作为一种可实施方式，所述控制机器人向目标位置点靠近且偏移，包括以下步骤：
[0030]基于实际距离差值h与预设距离差值h1，得到实际距离差值与预设距离差值的差值Δh＝h
‑
h1>0；
[0031]通过移动位移s和Δh得到偏移夹角α3，α3＝arctan(Δh/s)；
[0032]基于偏移夹角α3和Δh得到待调整转弯向角度β，β＝f(α3,Δh)，其中f表示调整函数；
[0033]按照待调整转弯向角度β向目标位置靠近。
[0034]作为一种可实施方式，所述控制机器人远离目标位置点的方向运动，包括以下步骤：
[0035]基于实际距离差值h与预设距离差值h1，得到实际距离差值与预设距离差值的差值Δh＝h
‑
h1<0；
[0036]通过移动位移s和Δh得到偏移夹角α3，α3＝arctan(Δh/s)；
[0037]基于偏移夹角α3和Δh得到待调整转弯向角度β，β＝f(α3,Δh)，其中f表示调整函数；
[0038]按照待调整转弯向角度β向目标位置远离。
[0039][0040]一种基于自然物体的单目自动驾驶导航系统，包括信息获取模块、坐标建立模块、第一计算模块、第二计算模块及方向调整模块；
[0041]所述信息获取模块，用于在机器人移动过程中，机器人控制模块获取第一图像、第二图像及目标位置图像，其中，第一图像为第一时段运动到第一位置点的图像，第二图像为第二时段运动到的第二位置点的图像；
[0042]所述坐标建立模块，用于以机器人成像胶片所在平面作为X轴，以目标位置方向作为Y轴的正方向，建立空间轨迹直角坐标系；
[0043]所述第一计算模块，用于在所述空间轨迹直角坐标系内，通过第一图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第一像素距离，通过第二图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第二像素距离，通过第一图像和第二图像得到机器人中心点发生的移动位移；
[0044]所述第二计算模块，用于基于第一像素距离、第二像素距离及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值，并将实际距离差值与预设距离差值进行对比；
[0045]所述方向调整模块，用于根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人靠近或远离目标位置点的方向运动。
[0046]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下所述的方法步骤：
[0047]在机器人移动过程中，机器人控制模块获取第一图像、第二图像及目标位置图像，其中，第一图像为第一时段运动到第一位置点的图像，第二图像为第二时段运动到的第二位置点的图像；
[0048]以机器人成像胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，其特征在于，包括以下步骤：在机器人移动过程中，机器人控制模块获取第一图像、第二图像及目标位置图像，其中，第一图像为第一时段运动到第一位置点的图像，第二图像为第二时段运动到的第二位置点的图像；以机器人成像胶片所在平面作为X轴，以目标位置方向作为Y轴的正方向，建立空间轨迹直角坐标系；在所述空间轨迹直角坐标系内，通过第一图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第一像素距离，通过第二图像得到机器人中心点到机器人成像中心的第二像素距离，通过第一图像和第二图像得到机器人中心点发生的移动位移；基于第一像素距离、第二像素距离及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值，并将实际距离差值与预设距离差值进行对比；根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人靠近或远离目标位置点的方向运动。2.根据权利要求1所述的基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，其特征在于，所述基于第一像素距离、第二像素距离及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值，包括以下步骤：基于第一像素距离及预设成像距离，结合预设角度计算模型得到机器人在第一时段机器人中心点与目标位置点的第一夹角；基于第二像素距离及预设成像距离，结合预设角度计算模型得到机器人在第二时段机器人中心点与目标位置点的第二夹角；基于第一夹角、第二夹角及移动位移并结合预设差值模型得到实际距离差值。3.根据权利要求1或2所述的基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，其特征在于，所述预设差值模型表示为：其中，s＝h1
‑
h2，α1表示第一夹角，α2表示第二夹角，s表示移动位移，h1表示目标位置点到成像底片的垂直距离，h2表示目标位置点到第二时段下机器人中心在Y轴的距离，h表示实际距离差值。4.根据权利要求3所述的基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，其特征在于，所述预设角度计算模型为：其中，α表示夹角，d表示对边，l表示邻边；将第一像素距离设为d1，第二像素距离设为d2，预设成像距离设为l，则所述预设角度计算模型表示为：计算模型表示为：其中，α1表示第一夹角，α2表示第二夹角。
5.根据权利要求1所述的基于自然物体的单目自动驾驶导航方法，其特征在于，所述根据实际距离差值和预设距离差值的大小关系，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人靠近或远离目标位置点的方向运动，包括以下步骤：若实际距离差值大于预设距离差值，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人向目标位置点靠近且偏移；若实际距离差值小于预设距离差值，机器人控制模块调整运动方向，控制机器人远离目标位置点的方向运动；若实际距离差值等于预设距离差值，机...
【专利技术属性】
技术研发人员：万义良，陈先刚，万义才，
申请(专利权)人：苏州书农科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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