一种巡线导航机器人及导航控制方法技术

本发明专利技术属于自动化定位导航技术领域，提供了一种巡线导航机器人及导航控制方法，包括使机器人小车沿指示光带行进的视觉导航模块以及用于在视觉导航模块没有获取到检测直线信息时，基于IMU惯性导航实现对机器人小车的运动控制的IMU惯性导航模块；视觉导航模块包括用于获取机器人小车世界坐标系下的检测直线的偏移量S和偏转角度θ的直线检测模块。本发明专利技术不受地面复杂情况影响，在人流和其他移动载具较多的室内环境中适应性相对较好；采用红外摄像头与红外滤光镜的组合方式采集红外光带直线图像，使得视觉导航受环境光源的影响相对较小；同时利用IMU惯性导航的过程的间断性，避免了惯性导航固有的累计误差问题。免了惯性导航固有的累计误差问题。免了惯性导航固有的累计误差问题。

【技术实现步骤摘要】
一种巡线导航机器人及导航控制方法


[0001]本专利技术属于自动化定位导航
，具体涉及一种通过在室内屋顶布置互相间隔的直线光带进行以视觉导航为主、IMU惯性导航为辅的综合巡线导航机器人及导航修正方法。

技术介绍

[0002]随着自动化定位导航技术的发展，相比于室外GPS(全球定位系统)车辆导航技术，室内移动机器人小车导航技术也越来越成熟，市场机制趋于良好，应用前景越发广泛。例如在工业环境下的自动化生产车间、商业环境下的餐饮走廊或医疗机构的物流运送通道等环境都渐渐需要可以在规划好的固定路线下，自动往返行驶的智能机器人，以此来代替人工，节省人力成本，提高生产或运输效率。因此专利技术一种适合在室内应用的、成本较低、方法简单且易于实现的巡线导航方法是非常必要的。
[0003]针对上述需求，目前，国内外也有很多相关的解决方案。
[0004]目前主流的巡线机器人主要有两种：
[0005]一种是基于AGV磁条的导航机器人，其具有路径规划灵活、导航位置相对准确的优点。但是传统的AGV磁条导航机器人需要事先在导航地面铺设磁条，然后粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巡线导航机器人，其特征在于，包括使机器人小车沿指示光带行进的视觉导航模块以及用于在所述视觉导航模块没有获取到检测直线信息时，基于IMU惯性导航实现对机器人小车的运动控制的IMU惯性导航模块；所述视觉导航模块包括直线检测模块，所述直线检测模块用于获取机器人小车世界坐标系下所述检测直线的偏移量S和偏转角度θ。2.根据权利要求1所述的巡线导航机器人，其特征在于，所述指示光带置于导航道路上方中间位置。3.根据权利要求2所述的巡线导航机器人，其特征在于，所述视觉导航模块还包括对所述指示光带产生的光带直线进行采集的摄像采集模块，以及对采集到的所述光带直线进行处理的图像处理模块，得到所述检测直线。4.根据权利要求1所述的巡线导航机器人，其特征在于，还包括主控制模块以及驱动模块；所述主控制模块用于将获得的所述机器人小车的线速度和角速度数据发送给所述驱动模块，所述驱动模块使所述机器人小车巡线运动。5.根据权利要求3所述的巡线导航机器人，其特征在于，所述指示光带可以为紫外光源、可见光源或者近红外光源。6.一种巡线导航机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取新像素坐标系下检测直线的斜率k和偏移量b；S2、建立机器人小车世界坐标系，利用式(1)计算在所述机器人小车世界坐标系下所述检测直线的偏移量S和偏转角度θ：其中，K为单位像素代表的实际距离；s为所述新像素坐标系下所述检测直线在y1轴方向上的截距；S3、利用运动控制模型，计算调整偏航的角速度w0和线速度v0，实现对所述机器人小车的巡线导航控制。7.根据权利要求6所述的巡线导航机器人控制方法，其特征在于，步骤S1包括：S101、在传统像素坐标系下，剪裁指示光带形成的光带直线图像，将其RGB图像转化为灰度图像并进行二值化处理，对二值化后图像中的边缘直线进行优化，得到所述检测直线；S102、筛除斜率超过阈值的所述检测直线，得到进一步优化后的所述检测直线两端点的集合opti_Lines，其中，所述检测直线个数为n，所述检测直线两端点坐标集合为Lines＝(x
i1
,y
i1
,x...

【专利技术属性】
技术研发人员：原敏乔，郭同健，何锋赟，包兴臻，徐首龙，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：