一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，该方法获取路面图像的二值图像，筛选出边界点并获取对应的三维向量，将所有三维向量进行分类，获取多个类别，并计算每个类别的第一平均梯度；获取每两个类别之间的聚类距离，利用聚类距离对所有第一平均梯度进行二分类，得到两个梯度组；计算每个梯度组的第二平均梯度分别作为边缘检测的高梯度阈值和低梯度阈值，对路面图像进行边缘检测，得到轨道线图像；获取视觉可信度和磁可信度，选取视觉可信度和磁可信度中的较大值对应的检测结果控制AGV小车的转向。本发明专利技术通过视觉检测和磁条相互辅助，更准确地对AGV小车进行转向控制，降低了转向误差。降低了转向误差。降低了转向误差。

【技术实现步骤摘要】
一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法。

技术介绍

[0002]AGV小车装备有电磁或光学等自动导航装置，能够沿着粘贴于地板上的电磁轨道所规定的路径移动，或者依据计算机发出的指令行进或动作。
[0003]其中电磁感应引导式AGV仅通过磁感应模块获得磁感应数据，AGV小车根据获取的磁信号进行转向控制。但是由于磁条使用时间过长，会出现磁条本身老化或者外力原因，进而导致磁性减弱，使得转向时出现转向误差，当累积误差过大，可能会导致转向时转向轨道超过AGV小车所能转向极限，或者AGV小车偏离出轨道，无法回到正轨，无法完成AGV小车搬运任务。因此，在AGV小车行进过程中，会出现磁条磁性减弱导致的转向误差较大的问题，影响AGV小车的搬运任务。

技术实现思路

[0004]为了解决AGV小车行进过程中，磁条磁性减弱导致的转向误差较大的问题，本专利技术提供一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，该方法包括以下步骤：采集AGV小车行驶时正前方的路面图像，所述路面图像包括磁条轨道线和地面；通过阈值分割获取所述路面图像的二值图像，获取二值图像中每个像素点的梯度值，并基于所述梯度值筛选出边界点；以所述边界点的坐标和梯度值组合为对应边界点的三维向量，将所有三维向量进行分类，获取多个类别，并计算每个类别的第一平均梯度；根据每个类别中边界点的切线方向获取对应类别的曲率差异性，基于每两个类别的第一平均梯度之间的差值和曲率差异性获取对应两个类别之间的聚类距离，利用所述聚类距离对所有第一平均梯度进行二分类，得到两个梯度组；计算每个梯度组的第二平均梯度分别作为边缘检测的高梯度阈值和低梯度阈值，对所述路面图像进行边缘检测，得到轨道线图像；提取轨道线图像的中断点，对含有中断点的连通域进行曲线拟合，得到多条拟合曲线，基于轨道线图像中拟合曲线之间的距离以及拟合曲线的长度获取视觉可信度；以实时采集的磁条磁强度与标准磁强度的比值作为当前时刻的磁可信度，选取视觉可信度和磁可信度中的较大值对应的检测结果控制AGV小车的转向。
[0005]优选的，所述二值图像的获取方法为：通过大津法获取最佳阈值，以所述最佳阈值对所述路面图像进行分割，将大于所述最佳阈值的像素值置为第一预设值，将小于等于所述最佳阈值的像素值置为第二预设值，得到所述二值图像。
[0006]优选的，所述边界点的筛选过程为：以所述第二预设值与所述第一预设值的差作为梯度阈值，当像素点的梯度值为所述梯度阈值时，对应的像素点为所述边界点。
[0007]优选的，所述将所有三维向量进行分类，获取多个类别，包括：通过设置簇最小数目以及邻域半径，对所有三维向量进行密度聚类，得到所述多个类别。
[0008]优选的，所述曲率差异性的获取方法为：对于每个类别，获取每个边界点在二值图像中的海森矩阵，以海森矩阵的最小特征值对应的特征向量作为对应边界点的切线方向，以所有边界点的切线方向的方差作为对应类别的曲率差异性。
[0009]优选的，所述聚类距离的获取方法为：计算每两个类别的第一平均梯度之间的差值绝对值，并选取这两个类别的曲率差异性的较大值与所述差值绝对值相乘，得到的结果为所述聚类距离。
[0010]优选的，所述轨道线图像的获取方法为：以两个第二平均梯度中的较大值作为高梯度阈值，较小值作为低梯度阈值，利用canny边缘检测算子对所述路面图像进行双阈值的边缘检测，得到所述轨道线图像。
[0011]优选的，所述中断点的提取方法为：通过连通域提取算法获取所述轨道线图像中的线条以及线条的端点，去除图像边界上的端点，剩下的图像内部的端点为所述中断点。
[0012]优选的，所述视觉可信度的获取方法为：平均距离最小的两条拟合曲线属于同一轨道线，以两条拟合曲线对应的中断点之间的距离与两条拟合曲线的长度之和的比值作为对应轨道线的影响度，令预设值减去所有轨道线的平均影响度作为所述轨道线图像的视觉可信度。
[0013]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：1、通过图像处理的方法获取视觉可信度，基于磁强度获取磁可信度，在AGV小车运行过程中以可信度更高的检测结果进行转向控制，随着使用时间的增加，磁条磁性减弱是无法避免的，当磁条磁性减弱不可用时，视觉可信度必然大于磁可信度，此时利用视觉检测结果进行转向控制，视觉检测结果为图像处理的结果，不会随着磁条磁性减弱而降低精度，避免了磁性减弱导致的转向误差。本专利技术通过视觉检测与磁条相互辅助，达到更准确的转向控制效果，降低磁条磁性减弱带来的转向误差。
[0014]2、通过图像阈值分割获取得到二值图像，然后基于二值图像的边界点的梯度以及曲率差异得到高梯度阈值和低梯度阈值，通过双阈值对路面图像进行边缘检测，得到轨道线图像，能够准确提取轨道线边缘，提高基于视觉检测结果对AGV小车进行转向控制的准确度。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其它附图。
[0016]图1为本专利技术一个实施例提供的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法的步骤流程图；图2为一个路面图像示例图；图3为另一个路面图像示例图；图4为利用canny算子的默认阈值对图2进行边缘检测的效果图；图5为利用canny算子的默认阈值对图3进行边缘检测的效果图；图6为利用canny算子以本专利技术获取的高低梯度阈值对图2进行边缘检测得到的轨道线图像；图7为利用canny算子以本专利技术获取的高低梯度阈值对图3进行边缘检测得到的轨道线图像。
具体实施方式
[0017]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0018]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0019]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法的具体方案。
[0020]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：步骤S001，采集AGV小车行驶时正前方的路面图像，路面图像包括磁条轨道线和地面。
[0021]具体的步骤包括：在AGV小车上固定一个朝向AGV小车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集AGV小车行驶时正前方的路面图像，所述路面图像包括磁条轨道线和地面；通过阈值分割获取所述路面图像的二值图像，获取二值图像中每个像素点的梯度值，并基于所述梯度值筛选出边界点；以所述边界点的坐标和梯度值组合为对应边界点的三维向量，将所有三维向量进行分类，获取多个类别，并计算每个类别的第一平均梯度；根据每个类别中边界点的切线方向获取对应类别的曲率差异性，基于每两个类别的第一平均梯度之间的差值和曲率差异性获取对应两个类别之间的聚类距离，利用所述聚类距离对所有第一平均梯度进行二分类，得到两个梯度组；计算每个梯度组的第二平均梯度分别作为边缘检测的高梯度阈值和低梯度阈值，对所述路面图像进行边缘检测，得到轨道线图像；提取轨道线图像的中断点，对含有中断点的连通域进行曲线拟合，得到多条拟合曲线，基于轨道线图像中拟合曲线之间的距离以及拟合曲线的长度获取视觉可信度；以实时采集的磁条磁强度与标准磁强度的比值作为当前时刻的磁可信度，选取视觉可信度和磁可信度中的较大值对应的检测结果控制AGV小车的转向。2.根据权利要求1所述的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，其特征在于，所述二值图像的获取方法为：通过大津法获取最佳阈值，以所述最佳阈值对所述路面图像进行分割，将大于所述最佳阈值的像素值置为第一预设值，将小于等于所述最佳阈值的像素值置为第二预设值，得到所述二值图像。3.根据权利要求2所述的一种AGV小车转向控制的多维数据融合、决策方法，其特征在于，所述边界点的筛选过程为：以所述第二预设值与所述第一预设值的差作为梯度阈值，当像素点的梯度值为所述梯度阈值时，对应的像素点为所述边界点。4.根据权利要求1所述的一种AGV小车转...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦燕，袁绪彬，袁绪龙，李栓柱，贺庆壮，王诚善，徐祥琦，龙敏勇，王川，
申请(专利权)人：山东西曼克技术有限公司，
类型：发明
国别省市：