一种两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法及设备与应用技术

技术编号:43329322 阅读:17 留言:0更新日期:2024-11-15 20:27
本发明专利技术属于机器人应用相关技术领域,其公开了一种两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法及设备与应用,该方法包括以下步骤:将水下、水上、中间态三种环境下的多张单通道的深度图转化为与其深度值有对应关系的带三通道的具有RGB颜色信息的伪深度图,并基于伪深度图构建图像分类模型;采用所述图像分类模型区分出采集到的图像所处的状态,并对水下状态的RGB图像和左右目图像进行畸变校正;将校正后的图像传入视觉惯性里程计中,继而实现两栖跨介质环境下的机器人自主定位。本发明专利技术可以仅依靠相机获取的图像判断图像所处状态为水上还是水下,无需引入湿度传感器等外界电路部分,降低了成本,并且避免了电信号转成相机图像状态判别的繁琐过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人应用相关,更具体地,涉及一种两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法及设备与应用


技术介绍

1、船舶上的船体污垢是导致燃料消耗增加的主要问题。两栖爬壁机器人能够在船舶的表面吸附和移动,可以在船体水上作业时进行船舶表面维护工作,减少船舶返坞的损耗以及代替潜水员工作,大大保障了人员安全性。

2、为实现两栖爬壁机器人作业运动轨迹的准确控制,需要获取机器人的实时位姿信息。但是在两栖爬壁这种跨介质环境下,存在着图像畸变、水波面动态特征点、图像状态混乱等问题,所以对两栖跨介质壁面环境下实时定位是一项具有挑战性的工作。

3、现在水上场景和水下场景都有许多成熟的定位方案。水上场景下定位常利用视觉传感器和惯性传感器的一种或将其结合,利用slam算法进行定位导航。现有的水下机器人导航方法大致分为三类,一基于声学、二是航位推算,知道当前时刻的位置,通过imu等里程计传感器去估计下一个时刻的位置;常用的仪器为imu、dvl(多普勒测速仪)、深度传感器。三是利用slam算法实现auv的定位。水上场景和水下场景都可利用slam算法实现机器人定本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:步骤三中,限制特征点跟踪次数进而滤除水面波动的特征点,继而实现两栖跨介质环境下的机器人自主定位。

3.如权利要求1所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:在图像分类模型训练中,使用交叉熵损失函数量化分类模型的输出概率分布与实际标签之间的差异。

4.如权利要求3所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:交叉熵损失其中L是损失函数,yi是类别i在实际标签中的真实概率,是类别i的...

【技术特征摘要】

1.一种两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:步骤三中,限制特征点跟踪次数进而滤除水面波动的特征点,继而实现两栖跨介质环境下的机器人自主定位。

3.如权利要求1所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:在图像分类模型训练中,使用交叉熵损失函数量化分类模型的输出概率分布与实际标签之间的差异。

4.如权利要求3所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:交叉熵损失其中l是损失函数,yi是类别i在实际标签中的真实概率,是类别i的预测概率。

5.如权利要求1-4任一项所述的两栖跨介质环境下的机器人自主定位方法,其特征在于:考虑水的折射率nw、亚克力平板折射率na、亚克力平板厚度d0,根据折射定律:计算出同一光线沿折射光路和沿直线传播到达成像平面的像素位置的映射关系,进而得到虚拟成像平面和真实...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚泽宇冯慧陶波顾振峰周颐陈超胡瑞文
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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