一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法.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CN109483507A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811472168.7(22)申请日2018.12.04(71)申请人北京壹氢科技有限公司地址100000北京市朝阳区锦芳路1号院10号楼3层315(72)发明人梁源徐兵(74)专利代理机构北京国林贸知识产权代理有限公司11001代理人李桂玲杜国庆(51)Int.Cl.B25J5/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)B25J19/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图12页(54)发明名称一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法(57)摘要本发明公开了一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法，包括在室内周边设置与监控服务器连接的可见光摄像头，可见光摄像头视角覆盖机器人行走全部区域，监控服务器通过可见光摄像头获取机器人的行走轨迹，向机器人发送导航坐标，调整可见光的摄像头的焦距、视角参数并在后续的操作中维持不变，所述方法包括区域坐标标定、对多个机器人握手并分割多个机器人跟踪视频和对机器人行走跟踪；本发明的“GMM+KCF”视频跟踪算法，在继承传统KCF算法运行高效特点的同时，利用GMM算法进行在线模板更新，有效地克服了传统KCF算法无法适应的WMR成像大小随距离变化而变化所导致的跟踪丢失问题，在兼顾快速性的同时保证了视频跟踪的准确度。CN109483507ACN109483507A权利要求书1/2页1.一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法，包括在室内周边设置与监控服务器连接的可见光摄像头，可见光摄像头视角覆盖机器人行走全部区域，监控服务器通过可见光摄像头获取机器人的行走轨迹，向机器人发送导航坐标，调整可见光的摄像头的焦距、视角参数并在后续的操作中维持不变，首先对区域坐标标定，对多个机器人握手并分割多个机器人跟踪视频，然后对机器人行走进行跟踪；其特征在于：所述对机器人行走进行跟踪步骤包括：a.确定跟踪帧视频中被跟踪机器人位置，建立初始目标跟踪框；b.利用KCF算法进行视频目标跟踪；c.向被跟踪的轮式机器人发送位置坐标跟踪信息并更新目标跟踪框；d.获取下一帧跟踪帧视频，获取机器人位置坐标，将当前帧视频机器人位置坐标与前一帧轮式机器人位置坐标比较，判断当前帧视频机器人位置标坐变化是否超出了位置变化阈值；e.如果超出了位置变化阈值，则利用GMM算法重新计算目标跟踪框后返回步骤b；否则提取上一帧的目标跟踪框返回步骤b。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域坐标标定,是将一个棋盘格标识物放置在行走区域场景中，利用棋盘格式标定法进行区域坐标标定，获得在当前摄像头安装状态下的行走区域坐标系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个机器人握手并分割多个机器人跟踪视频的步骤包括：f.获得在当前摄像头安装状态下的行走区域坐标系后，撤出棋盘格标识物，仅保留场景的背景物体，获取室内行走区域图像，将获取的图像信息利用GMM算法模型确定背景图像信息；g.监控服务器连续发出握手信号，多个机器人分别进入行走区域，连续获取行走区域帧视频，通过GMM算法从确定的背景图像信息中分割出含有机器人的帧视频；h.随被依次单独分割出含有机器人的帧视频之后以及在下一个单独机器人帧视频之前，查询是否收到握手同步响应信号，如果没有同步响应信号，发出跟踪失败信号；i.收到握手同步响应信号，进行编号标记，将编号赋予前一个并被单独分割出帧视频的机器人，并以此依次赋予编号实现监控服务器与多个机器人的握手；j.在赋予编号的同时确定赋予编号机器人的随后的连续帧视频是该编号机器人的跟踪视频，并分别对不同编号机器人视频利用KCF算法进行持续跟踪。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断当前帧视频机器人位置坐标变化是否超出了位置变化阈值的方法是：k.标记前一帧t时刻目标跟踪框的两个坐标点分别为将当前帧目标跟踪框与前一帧k时刻目标跟踪框的两个坐标点相对应的坐标点标记为l.计算与中是否有任意一个成立，其中lim为位置变化阈值，如果任意一个成立，则前帧视频机器人位置坐标变化超出了位置变化阈值。2CN109483507A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述位置变化阈值为0.4m。3CN109483507A说明书1/7页一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法技术领域[0001]本发明涉及室内导航，具体涉及一种多个轮式机器人行走的室内视觉定位方法。背景技术[0002]室内轮式移动机器人作为移动服务机器人的一种，由于其结构简单、运动平稳、技术成熟等众多优点，显示出了极其广泛的应用前景和发展优势，并且随着科技的进步和人类需求的日益增长，移动机器人的应用范围大为扩展，