一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法、系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113949142A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111558008.6G07C1/20(2006.01)(22)申请日2021.12.20G06K9/00(2022.01)G06T7/80(2017.01)(71)申请人广东科凯达智能机器人有限公司H02G1/02(2006.01)地址528000广东省佛山市顺德区大良街道五沙社区新凯路7号科盈国际工业园一期厂房二首层104单元及二层201单元(72)发明人李方付守海周伟亮贾绍春邹霞薛家驹(74)专利代理机构佛山市禾才知识产权代理有限公司44379代理人刘羽波陈嘉琦(51)Int.Cl.H02J7/00(2006.01)G05D1/02(2020.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法、系统(57)摘要一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，包括步骤A：将图像识别模块和运动控制模块建立通讯连接；步骤B：获取监测相机的视频帧，对视频帧进行物体识别，包括判断物体是否为充电装置；当判断物体为充电装置时，获取巡线机器人当前剩余电量；步骤C：判断当前剩余电量是否达到充电阈值，步骤D：测算目标充电装置与巡线机器人的实际轮子距离；步骤F：图像识别模块向运动控制模块发送充电指令，运动控制模块根据充电指令执行巡线机器人对接充电装置操作。本发明采用视觉识别方法，遇到充电装置进行电量判断，智能选择是否充电，判断充电装置与巡检机器人实际距离，实现行走轮与充电装置距离的精准把控，保障巡线机器人精准对接充电装置。CN113949142ACN113949142A权利要求书1/3页1.一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤A：将图像识别模块和运动控制模块建立通讯连接；步骤B：获取监测相机的视频帧，通过图像识别模块对视频帧进行物体识别，包括判断物体是否为充电装置；当判断物体为充电装置时，基于电源电量监测模块获取巡线机器人当前剩余电量；步骤C：判断当前剩余电量是否达到充电阈值，若是，则执行步骤D；步骤D：获取监测相机的视频帧，通过图像识别模块再次进行物体识别，包括测算目标充电装置与巡线机器人的实际轮子距离，并执行步骤F；步骤F：所述图像识别模块向运动控制模块发送充电指令，所述运动控制模块根据充电指令执行巡线机器人对接充电装置操作。2.根据权利要求1所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：在所述步骤B中，物体识别步骤包括：步骤B1：获取监测相机的实时视频帧；步骤B2：对视频帧依次进行图像畸变校正、图像水平校正、图像切片、图像降噪和图像增强操作；步骤B3：充电装置检测，判断视频帧中是否出现充电装置。3.根据权利要求2所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：在所述步骤B2中，所述图像畸变校正包括如下步骤：监测相机采集棋盘标定板的图像；依据棋盘标定板的图像获取监测相机的内参数和外参数；根据内参数和外参数获取畸变参数矩阵；根据畸变参数矩阵校正视频帧图像。4.根据权利要求3所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：所述畸变参数矩阵的公式如下所示：；其中：u，v表示目标的图像坐标；，，表示相机的x轴和y轴方向的焦距；表示棋盘格的格子的实际长度，棋盘格的格子是正方形，边长根据实际尺寸设定；和表示像素坐标系中的坐标；R、T表示外参；、、表示指目标在空间坐标系的坐标。5.根据权利要求3所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：2CN113949142A权利要求书2/3页在所述步骤B2中，所述图像水平校正包括如下步骤：对经过畸变校正后的图像进行霍夫变换得到斜率频域数组；根据斜率频域数组获取图像中所出现的线的方向；将出现次数最多的线所在的方向作为图像的方向；基于出现次数最多的线所对应的斜率频域数组逆向变换进行图像水平校正。6.根据权利要求5所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：根据斜率频域数组获取图像中所出现的线的方向包括：对畸变校正后的图像进行霍夫变换得到斜率频域数组，根据斜率频域数组获取图像中所有直线的斜率，所述斜率即为线所在的方向。7.根据权利要求6所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：将出现次数最多的线所在的方向作为图像的方向，基于出现次数最多的线所对应的斜率频域数组逆向变换进行图像水平校正，包括：统计出现次数最多的斜率，将该斜率作为图像的方向；获取斜率的旋转角；根据旋转角逆向变换对图像水平校正。8.根据权利要求2所述一种基于视觉识别的巡线机器人自主充电方法，其特征在于：在步骤B3中，判断视频帧中是否出现充电装置，包括：步骤B