一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及自动控制技术领域，具体提出了一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法，该系统包括：采集单元采集机器人运行前方的图像信息，判断机器人的运行方向是否存在障碍物；判断单元当判定机器人的运行方向存在障碍物时，获取机器人与障碍物的实时距离对机器人的运行速度进行调整，并判断机器人是否可完成绕行；调整单元当判定机器人不可完成绕行时，获取障碍物的高度尺寸，判断机器人是否可完成翻越；当判定机器人可完成翻越时，根据高度尺寸对调整后的运行速度进行二次调整，并以二次调整后的运行速度完成翻越

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法


[0001]本专利技术涉及自动控制
，具体而言，涉及一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法
。

技术介绍

[0002]机器人路线规划系统是一种利用计算机技术和传感器数据，为机器人设计和规划合理的移动路径的系统
。
其目的是让机器人能够在复杂和未知的环境中自主导航，避开障碍物，并在目标点之间高效地移动
。
这种系统广泛应用于自动驾驶车辆
、
无人机
、
服务机器人
、
工业自动化等领域
。
[0003]传统的基于传感器的方法可以有效帮助机器人避免碰撞障碍物，但这些方法存在着一些局限性
。
传感器的视野有限，它们只能感知到特定方向和距离范围内的障碍物，而在复杂环境中，传感器难以准确感知这些复杂结构，基于传感器获取的信息无法为机器人路线规划提供有效支持，造成路线规划不合理
。
无法有效保证机器人躲避障碍
。
[0004]因此，有必要设计一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法用以解决当前机器人路线规划技术中存在的问题
。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术提出了一种基于图像分析的机器人路线规划系统及方法，旨在解决传统机器人路线规划中复杂环境识别困难，无法保证机器人准确避障的问题
。
[0006]一个方面，本专利技术提出了一种基于图像分析的机器人路线规划系统，包括：/>[0007]采集单元，被配置为采集机器人运行前方的图像信息，根据所述图像信息判断所述机器人的运行方向是否存在障碍物；
[0008]判断单元，被配置为当所述采集单元判定所述机器人的运行方向存在障碍物时，获取机器人与所述障碍物的实时距离，根据所述实时距离对所述机器人的运行速度进行调整，并根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行；
[0009]调整单元，被配置为当所述判断单元判定所述机器人不可完成绕行时，获取所述障碍物的高度尺寸，根据所述高度尺寸判断所述机器人是否可完成翻越；
[0010]当所述调整单元判定所述机器人可完成翻越时，根据所述障碍物的高度尺寸对调整后的运行速度进行二次调整，并以二次调整后的运行速度完成翻越
。
[0011]进一步的，所述采集单元采集机器人运行前方的图像信息，根据所述图像信息判断所述机器人的运行方向是否存在障碍物，包括：
[0012]所述采集单元用于根据所述图像信息获取所述机器人对图像信息判断的置信度
D1
，预先设定置信度阈值
D0
，根据所述置信度
D1
与所述置信度阈值
D0
的比对关系判断所述机器人的运行方向是否存在障碍物；
[0013]当
D1≥D0
时，所述采集单元判定所述机器人的运行方向存在障碍物；
[0014]当
D1
＜
D0
时，所述采集单元判定所述机器人的运行方向不存在障碍物
。
[0015]进一步的，所述判断单元获取机器人与所述障碍物的实时距离，根据所述实时距离对所述机器人的运行速度进行调整，并根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，包括：
[0016]所述判断单元还用于预先设定第一预设距离
L1、
第二预设距离
L2
和第三预设距离
L3
，且
L1
＜
L2
＜
L3
；预先设定第一预设速度调整系数
A1、
第二预设速度调整系数
A2
和第三预设速度调整系数
A3
，且
A1
＜
A2
＜
A3
；根据实时距离
L0
与各预设距离的大小关系选取速度调整系数对运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度；
[0017]当
L1≤L0
＜
L2
时，选取所述第一预设速度调整系数
A1
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A1
；
[0018]当
L2≤L0
＜
L3
时，选取所述第二预设速度调整系数
A2
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A2
；
[0019]当
L3≤L0
时，选取所述第三预设速度调整系数
A3
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A3。
[0020]进一步的，在选取第
i
预设速度调整系数
Ai
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*Ai
后，
i
＝1，2，3，所述判断单元根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，还包括：
[0021]所述判断单元还用于获取所述障碍物的宽度尺寸
K0
，预先设定第一预设宽度
K1、
第二预设宽度
K2
和第三预设宽度
K3
，且
K1
＜
K2
＜
K3
；预先设定第一预设转弯角度
J1、
第二预设转弯角度
J2
和第三预设转弯角度；
[0022]根据所述宽度尺寸
K0
与各预设宽度的大小关系，确定所述机器人的转弯角度；
[0023]当
K1≤K0
＜
K2
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J1
；
[0024]当
K2≤K0
＜
K3
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J2
；
[0025]当
K3≤K0
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J3。
[0026]进一步的，所述判断单元在确定所述机器人的转弯角度为
J i
后，
i
＝1，2，3，根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，还包括：
[0027]所述判断单元还用于根据所述调整后的运行速度
V0*Ai
确定所述机器人的允许转弯角度，根据所述调整后的运行速度
V0*Ai
与标准运行速度
Vb
获取速度差值
△
V
＝
V0*Ai
‑
Vb
；预先设定第一预设差值
△
V1、
第二预设速度差值
△本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像分析的机器人路线规划系统，其特征在于，包括：采集单元，被配置为采集机器人运行前方的图像信息，根据所述图像信息判断机器人的运行方向是否存在障碍物；判断单元，被配置为当所述采集单元判定所述机器人的运行方向存在障碍物时，获取机器人与所述障碍物的实时距离，根据所述实时距离对所述机器人的运行速度进行调整，并根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行；调整单元，被配置为当所述判断单元判定所述机器人不可完成绕行时，获取所述障碍物的高度尺寸，根据所述高度尺寸判断所述机器人是否可完成翻越；当所述调整单元判定所述机器人可完成翻越时，根据所述障碍物的高度尺寸对调整后的运行速度进行二次调整，并以二次调整后的运行速度完成翻越
。2.
根据权利要求1所述的基于图像分析的机器人路线规划系统，其特征在于，所述采集单元采集机器人运行前方的图像信息，根据所述图像信息判断所述机器人的运行方向是否存在障碍物，包括：所述采集单元用于根据所述图像信息获取所述机器人对图像信息判断的置信度
D1
，预先设定置信度阈值
D0
，根据所述置信度
D1
与所述置信度阈值
D0
的比对关系判断所述机器人的运行方向是否存在障碍物；当
D1≥D0
时，所述采集单元判定所述机器人的运行方向存在障碍物；当
D1
＜
D0
时，所述采集单元判定所述机器人的运行方向不存在障碍物
。3.
根据权利要求2所述的基于图像分析的机器人路线规划系统，其特征在于，所述判断单元获取机器人与所述障碍物的实时距离，根据所述实时距离对所述机器人的运行速度进行调整，并根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，包括：所述判断单元还用于预先设定第一预设距离
L1、
第二预设距离
L2
和第三预设距离
L3
，且
L1
＜
L2
＜
L3
；预先设定第一预设速度调整系数
A1、
第二预设速度调整系数
A2
和第三预设速度调整系数
A3
，且
A1
＜
A2
＜
A3
；根据实时距离
L0
与各预设距离的大小关系选取速度调整系数对运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度；当
L1≤L0
＜
L2
时，选取所述第一预设速度调整系数
A1
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A1
；当
L2≤L0
＜
L3
时，选取所述第二预设速度调整系数
A2
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A2
；当
L3≤L0
时，选取所述第三预设速度调整系数
A3
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*A3。4.
根据权利要求3所述的基于图像分析的机器人路线规划系统，其特征在于，在选取第
i
预设速度调整系数
Ai
对所述运行速度
V0
进行调整，获取调整后的运行速度
V0*Ai
后，
i
＝1，2，3，所述判断单元根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，还包括：所述判断单元还用于获取所述障碍物的宽度尺寸
K0
，预先设定第一预设宽度
K1、
第二预设宽度
K2
和第三预设宽度
K3
，且
K1
＜
K2
＜
K3
；预先设定第一预设转弯角度
J1、
第二预设转弯角度
J2
和第三预设转弯角度；根据所述宽度尺寸
K0
与各预设宽度的大小关系，确定所述机器人的转弯角度；当
K1≤K0
＜
K2
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J1
；
当
K2≤K0
＜
K3
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J2
；当
K3≤K0
时，所述判断单元确定所述机器人的转弯角度为
J3。5.
根据权利要求4所述的基于图像分析的机器人路线规划系统，其特征在于，所述判断单元在确定所述机器人的转弯角度为
Ji
后，
i
＝1，2，3，根据调整后的运行速度判断所述机器人是否可完成绕行，还包括：所述判断单元还用于根据所述调整后的运行速度
V0*Ai
确定所述机器人的允许转弯角度，根据所述调整后的运行速度
V0*Ai
与标准运行速度
Vb
获取速度差值
△
V
＝
V0*Ai
‑
Vb
；预先设定第一预设差值
△
V1、

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏超，张智军，王磊，皇金锋，胡波，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：