CN105163037A - 一种智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机，该智能割草机上安装有图像采集模块、图像处理模块和通信模块，图像采集模块用于采集智能割草机所处位置的图像信息且通过通信模块将该图像信息以图像数据流的形式发送给图像处理模块，图像处理模块分析处理该图像上是否存在曝光不正常的情况，如果存在曝光不正常的情况，则发送相应的调整曝光强度的指令给图像采集模块，图像采集模块接收到指令信息做出相应调整后重新采集图像信息，如此循环往复使得该智能割草机可以根据室外光照条件的不同而改变曝光强度，使得图像识别更加准确。

Description

一种智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，特别是涉及一种智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机。

背景技术

智能割草机是一种户外机器人，但是室外环境光照条件变化万千，即使白天有时阳光强烈，有时雾起云涌，所以为了保证图像便于识别，一般都会使用带有自动曝光功能的摄像头的智能割草机。但是目前摄像头的自动曝光功能可能会导致关键区域上曝光过度或者曝光不足，从而导致该智能割草机不能进行正确的图像识别操作。

发明内容

基于此，有必要提供一种智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机，该智能割草机的定区域曝光方法及智能割草机能够针对室外光照条件的不同改变指定区域上的曝光强度。

一种智能割草机的定区域曝光方法，包括如下步骤：采集智能割草机工作区域的图像信息；锁定所述图像信息中需要进行图像识别的图像区域；检测所述已锁定的图像区域是否存在曝光不正常的现象；根据检测结果发送对应的改变曝光强度的指令信息；改变曝光强度后重新采集图像信息。

在其中一个实施例中，所述检测所述已锁定的图像是否存在曝光不正常的现象的步骤中包括如下判断步骤：判断所述已锁定的图像是否存在曝光过度或曝光不足的现象。

在其中一个实施例中，所述根据检测结果发送对应的改变曝光强度的指令信息的步骤中，指令信息是指设定曝光强度值的指令信息。

一种智能割草机，所述智能割草机上安装有图像采集模块、图像处理模块和通信模块，所述图像采集模块用于采集所述智能割草机工作区域的图像信息，所述图像处理模块分析处理所述图像采集模块采集的图像，图像采集模块采集所述智能割草机工作区域的图像信息，图像处理模块锁定所述图像信息中需要进行图像识别的图像区域，并且检测所述已锁定的图像区域是否存在曝光不正常的现象，图像处理模块根据检测结果给图像采集模块发送对应的改变曝光强度的指令信息，图像采集模块改变曝光强度后重新采集图像信息。

在其中一个实施例中，所述图像采集模块将采集到的图像信息以图像数据流的形式发送给所述图像处理模块，所述图像处理模块对所述图像进行分析处理后给所述图像采集模块发送相应调节曝光强度的指令信息。

在其中一个实施例中，所述图像采集模块包括图像采集器和采集控制器，所述图像采集器用于采集所述智能割草机工作区域的图像信息，所述采集控制器用于控制所述图像采集器的运作。

在其中一个实施例中，所述图像采集器为摄像头，所述摄像头与所述采集控制器通过串口或并口连接。

在其中一个实施例中，所述调节曝光强度的指令信息即重新设定曝光强度值的指令信息。

在其中一个实施例中，所述图像处理模块分析处理的是图像上的部分区域的曝光强度。

上述智能割草机的定区域曝光方法，对已经采集到的图像信息进行分析，判断该图像信息上的关键区域上是否存在曝光不正常的现象，如果检测到曝光不正常的现象，则发送相应的改变曝光强度的指令信息。接收到指令信息后做出相应的调整，再重新进行图像采集，这样的定区域曝光方法可以使得该智能割草机更加适应室外千变万化的光照条件，使得图像识别更加准确。

上述智能割草机，安装有图像采集模块、图像处理模块和通信模块，图像采集模块用于采集智能割草机所处位置的图像信息且通过通信模块将该图像信息以图像数据流的形式发送给图像处理模块，图像处理模块分析处理该图像上是否存在曝光不正常的情况，如果存在曝光不正常的情况，则发送相应的调整曝光强度的指令给图像采集模块，图像采集模块接收到指令信息做出相应调整后重新采集图像信息，如此循环往复使得该智能割草机可以根据室外光照条件的不同而改变曝光强度，使得图像识别更加准确。

附图说明

图1为本发明的智能割草机及其视域范围的示意图；

图2为智能割草机的定区域曝光方法的流程图；

图3为图像处理模块和图像采集模块的关系图。

智能割草机100图像采集模块110摄像头111

图像处理模块120

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1，智能割草机100通过其自带的摄像头111采集到的图像信息来判断草地和边界，智能割草机100由摄像头111镜头的视角、摄像头111安装的方位决定了摄像头111的视线区域的大小。在对图像进行识别判断图像区域是否为草地时，无需对摄像头111的整个视线区域AEFD的图像进行处理，只需对区域ABCD进行图像识别即可，这样可以提高图像识别的效率，降低对CPU性能的要求。智能割草机100在行进过程中，到达某一位置时，识别到区域ABCD的I区域为非草地则向右偏转；识别到区域ABCD的II区域为非草地则向左偏转；识别到区域ABCD的III区域为非草地则后退在进行转弯；如果整个区域ABCD均为草地则直线向前行进。

请参照图2，本实施方式提供了一种智能割草机的定区域曝光方法，其包括如下步骤：

S110：采集智能割草机工作区域的图像信息。智能割草机到达某一位置上时，需要采集智能割草机在此位置上的工作区域的图像信息以判断其是草地还是边界。所以只有采集到了工作区域的图像信息才能就该图像信息进行判断识别。

S120：锁定所述图像信息中需要进行图像识别的图像区域。智能割草机采集的图像信息为该智能割草机的整个视线区域AEFD，但是在对图像信息进行处理分析时，只需对区域ABCD进行处理分析即可。故在对图像信息进行处理分析之前，需要在整个视线区域AEFD的图像上锁定区域ABCD的图像区域。

S130：检测所述已锁定的图像区域是否存在曝光不正常的现象。在图像信息上锁定了区域ABCD部分后需要对这部分图像区域进行检测，主要是检测图像区域上是否存在曝光不正常的现象。在本步骤中，包括一个判断步骤，具体为判断图像区域上是否存在曝光过度或曝光不足的现象。

S140：根据检测结果发送对应的改变曝光强度的指令信息。本步骤中的指令信息即重新设定曝光强度值的指令信息。如果检测到图像区域ABCD上存在曝光过度的情况，则对应的需要降低曝光强度，发送相应的设定较低的曝光强度值的指令信息。如果检测到图像区域上存在曝光不足的情况，则对应的需要增强曝光强度，发送相应的设定较高的曝光强度值的指令信息。

S150：改变曝光强度后重新采集图像信息。当接收到相关的改变曝光强度的指令信息后，根据所接收到的指令信息做出调整，调整完成后重新采集该智能割草机工作区域的图像信息。

上述智能割草机的定区域曝光方法，对已经采集到的图像信息进行分析，判断该图像信息上的关键区域ABCD部分上是否存在曝光不正常的现象，如果检测到曝光不正常的现象，则发送相应的改变曝光强度的指令信息。接收到指令信息后做出相应的调整，再重新进行图像采集。这样的定区域曝光方法可以使得该智能割草机更加适应室外千变万化的光照条件，使得图像识别更加准确。

请参照图1和图3，本实施方式提供了一种智能割草机100。该智能割草机100上安装有图像采集模块110、图像处理模块120和通信模块。图像处理模块120用于采集智能割草机100工作区域的图像信息，图像处理模块120用于分析处理图像采集模块110采集的图像信息，而通信模块则用于完成图像处理模块120与图像采集模块110之间的数据通信。

图像采集模块110包括图像采集器和采集控制器，该图像采集器用于采集智能割草机100工作区域的图像信息，采集控制器则用来控制该图像采集器的运作。在本实施方式中，该图像采集器为摄像头111，且该摄像头111具备自动曝光功能。该摄像头111与采集控制器之间通过串口或并口连接。采集控制器控制图像采集器采集图像，而此时(智能割草机100处于某一位置时首次进行图像采集时)，采集控制器控制摄像头111以全局平均曝光的曝光方式进行图像采集。如果此时摄像头111的视域范围内光照强度存在差异，则摄像头111采集的图像上必然会出现曝光过度或者曝光不足的现象，不管是曝光过度还是曝光不足的情况出现都会导致智能割草机100不能进行正确的图像识别。图像采集模块110采集到智能割草机100工作区域的图像信息后不会直接对该图像信息进行处理分析，而会将该图像信息以图像数据流的形式通过通信模块发送给图像处理模块120。

当图像处理模块120接收到图像采集模块110发送的图像数据流后，图像处理模块120首先要从该摄像头111采集的包含全视线区域AEFD的图像中锁定所需分析处理的图像区域。

曝光不正常的现象包括曝光过度或曝光不足两种情况。图像处理模块120锁定了图像区域的位置后，即对这部分图像区域进行处理分析，处理分析的主要目的即是判断这部分图像区域上是否出现了曝光不正常的现象。如果出现曝光不正常现象，需要图像处理模块120给图像采集模块110发送相应的改变摄像头111曝光强度的指令。

图像处理模块120对图像进行处理分析，得出图像是否存在曝光不正常的结论。当得出的结论是图像存在曝光过度的情况时，图像处理模块120给图像采集模块110发送重新设定较低曝光强度值的指令信息。当得出的结论是图像存在曝光不足的情况时，图像处理模块120给图像采集模块110发送重新设定较强曝光强度值的指令信息。

图像采集模块110接收到图像处理模块120发送的指令信息后，即执行该指令信息。主要分为两种一种情况：情况一是采集控制器接收到重新设定较低曝光强度值的指令信息，控制降低摄像头111的曝光强度，之后再控制摄像头111重新采集图像信息。情况二是采集控制器接收到重新设定较强曝光强度值的指令信息，控制增强摄像头111的曝光强度，之后再控制摄像头111重新采集图像信息。

当摄像头111重新采集完图像信息后，再次通过通信模块将图像信息以图像数据流的形式发送给图像处理模块120，之后图像处理模块120再对该图像信息进行处理分析，如果检测到图像还存在曝光不正常的现象，则再给图像采集模块110发送相应调节曝光强度的指令信息，如此循环上述各步骤，直至图像信息上区域ABCD的曝光强度正常为止。

上述智能割草机100，安装有图像采集模块110、图像处理模块120和通信模块，图像采集模块110用于采集智能割草机100工作区域的图像信息且通过通信模块将该图像信息以图像数据流的形式发送给图像处理模块120，图像处理模块120分析处理该图像上是否存在曝光不正常的情况，如果存在曝光不正常的情况，则发送相应的调整曝光强度的指令给图像采集模块110，图像采集模块110接收到指令信息做出相应调整后重新采集图像信息，如此循环往复使得该智能割草机100可以根据室外光照条件的不同而改变曝光强度，使得图像识别更加准确。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种智能割草机的定区域曝光方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集智能割草机工作区域的图像信息；

锁定所述图像信息中需要进行图像识别的图像区域；

检测所述已锁定的图像区域是否存在曝光不正常的现象；

根据检测结果发送对应的改变曝光强度的指令信息；

改变曝光强度后重新采集图像信息。

2.根据权利要求1所述的智能割草机的定区域曝光方法，其特征在于，所述检测所述已锁定的图像是否存在曝光不正常的现象的步骤中包括如下判断步骤：

判断所述已锁定的图像是否存在曝光过度或曝光不足的现象。

3.根据权利要求2所述的智能割草机的定区域曝光方法，其特征在于，所述根据检测结果发送对应的改变曝光强度的指令信息的步骤中，指令信息是指重新设定曝光强度值的指令信息。

4.一种智能割草机，其特征在于，所述智能割草机上安装有图像采集模块、图像处理模块和通信模块，所述图像采集模块用于采集所述智能割草机工作区域的图像信息，所述图像处理模块分析处理所述图像采集模块采集的图像，图像采集模块采集所述智能割草机工作区域的图像信息，图像处理模块锁定所述图像信息中需要进行图像识别的图像区域，并且检测所述已锁定的图像区域是否存在曝光不正常的现象，图像处理模块根据检测结果给图像采集模块发送对应的改变曝光强度的指令信息，图像采集模块改变曝光强度后重新采集图像信息。

5.根据权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述图像采集模块将采集到的图像信息以图像数据流的形式发送给所述图像处理模块，所述图像处理模块对所述图像进行分析处理后给所述图像采集模块发送相应调节曝光强度的指令信息。

6.根据权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述图像采集模块包括图像采集器和采集控制器，所述图像采集器用于采集所述智能割草机工作区域的图像信息，所述采集控制器用于控制所述图像采集器的运作。

7.根据权利要求6所述的智能割草机，其特征在于，所述图像采集器为摄像头，所述摄像头与所述采集控制器通过串口或并口连接。

8.根据权利要求5所述的智能割草机，其特征在于，所述调节曝光强度的指令信息即重新设定曝光强度值的指令信息。

9.根据权利要求4所述的智能割草机，其特征在于，所述图像处理模块分析处理的是图像上的部分区域的曝光强度。