CN108888188B - 扫地机器人位置校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扫地机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人位置校准方法及系统。所述方法包括：在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，所述第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像；获取第一角度、第二角度以及第三角度，所述第一角度为所述第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，所述第二角度为所述第二图像中的所述第一直线与所述边界线之间的角度，所述第三角度为所述扫地机器人从所述第一时刻至所述第二时刻旋转的角度；将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息。旨在解决现有的扫地机器人出现定位不准确的问题。

Description

扫地机器人位置校准方法及系统

技术领域

本发明涉及扫地机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人位置校准方法及系统。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。

随着扫地机器人应用的普及，市场上出现了很多种类的扫地机器人，然而由于家庭环境复杂性的提升或者其它因素，扫地机器人无可避免地会出现定位不准确的现象。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提出一种扫地机器人位置校准方法及系统，通过第一图像、第二图像中的第一直线与边界线之间角度得到第一角度和第二角度，获取扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度，根据第一角度与第二角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息，旨在解决现有的扫地机器人出现定位不准确的问题。

本发明提出的技术方案是：

一种扫地机器人位置校准方法，所述方法包括：

在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，所述第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像；

获取第一角度、第二角度以及第三角度，所述第一角度为所述第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，所述第二角度为所述第二图像中的所述第一直线与所述边界线之间的角度，所述第三角度为所述扫地机器人从所述第一时刻至所述第二时刻旋转的角度；

将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息。

进一步地，在所述获取第一角度的步骤中，包括：

检测所述第一图像的天花板线条；

若所述天花板线条为多个，则从所述天花板线条中选取一个目标天花板线条；

获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度。

进一步地，在所述获取第二角度的步骤中，包括：

检测所述第二图像的天花板线条；

判断所述第二图像的天花板线条中是否存在与所述目标天花板线条匹配的天花板线条；

若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度。

进一步地，在所述将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息的步骤中，包括：

将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，获得偏差角度；

若所述偏差角度小于或者等于预设阈值，则待所述扫地机器人完成工作任务之后，执行校准所述扫地机器人位置信息；

若所述偏差角度大于预设阈值，则暂停所述扫地机器人当前工作，执行校准所述扫地机器人位置信息。

进一步地，在所述获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤之前，所述方法包括：

判断所述第一图像和所述第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；

若均存在，则执行所述获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

本发明还提供一种扫地机器人位置校准系统，所述系统包括：

图像获取模块，用于在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，所述第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像；

角度获取模块，用于获取第一角度、第二角度以及第三角度，所述第一角度为所述第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，所述第二角度为所述第二图像中的所述第一直线与所述边界线之间的角度，所述第三角度为所述扫地机器人从所述第一时刻至所述第二时刻旋转的角度；

校准模块，用于将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息。

进一步地，所述角度获取模块包括：

第一检测模块，用于检测所述第一图像的天花板线条；

第一选取模块，用于若所述天花板线条为多个，则从所述天花板线条中选取一个目标天花板线条；

第一角度获取模块，用于获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度。

进一步地，所述角度获取模块包括：

第二检测模块，用于检测所述第二图像的天花板线条；

第二判断模块，用于判断所述第二图像的天花板线条中是否存在与所述目标天花板线条匹配的天花板线条；

第二角度获取模块，用于若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度。

进一步地，所述校准模块包括：

偏差角度获取模块，用于将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，获得偏差角度；

第一执行模块，用于若所述偏差角度小于或者等于预设阈值，则待所述扫地机器人完成工作任务之后，执行校准所述扫地机器人位置信息；

第二执行模块，用于若所述偏差角度大于预设阈值，则暂停所述扫地机器人当前工作，执行校准所述扫地机器人位置信息。

进一步地，所述系统包括：

判断模块，用于判断所述第一图像和所述第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；若均存在，则执行所述角度获取模块获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

根据上述的技术方案，本发明有益效果：通过第一图像、第二图像中的第一直线与边界线之间角度得到第一角度和第二角度，获取扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度，根据第一角度与第二角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息，旨在解决现有的扫地机器人出现定位不准确的问题。

附图说明

图1是应用本发明实施例提供的扫地机器人位置校准方法的流程图；

图2是应用本发明实施例提供的扫地机器人位置校准系统的功能模块图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提出扫地机器人位置校准方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S101、在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像。

摄像头与扫地机器人电连接，摄像头设于扫地机器人上，其摄像口朝上，用于拍摄天花板。在扫地机器人工作过程中，在第一时刻使用摄像头拍摄天花板，从而获取第一图像，在第二时刻使用摄像头拍摄天花板，从而获取第二图像。其中天花板的构造为规则分布的线条。例如，水平线条、或者垂直线条、或者纵横交错的线条。

具体地，摄像头正对天花板设于扫地机器人上。

在本实施例中，通过广角摄像头拍摄天花板。

在本实施例中，第二图像中的拍摄到天花板范围与第一图像中的拍摄到天花板范围相同，都是整个天花板的图像。

步骤S102、获取第一角度、第二角度以及第三角度，第一角度为第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，第二角度为第二图像中的第一直线与边界线之间的角度，第三角度为扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度。

在获取第一图像之后，根据第一图像，获取第一角度，第一角度是第一图像中第一直线与边界线之间的角度。

在获取第二图像之后，根据第二图像，获取第二角度，第二角度是第二图像中第一直线与边界线之间的角度。

扫地机器人自身旋转的角度都会有记录，从扫地机器人系统中获取从第一时刻至第二时刻旋转的角度，从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度。

在所述获取第一角度的步骤中，包括：

检测第一图像的天花板线条；

若天花板线条为多个，则从天花板线条中选取一个目标天花板线条；

获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度。

在本实施例中，采用霍夫变换技术检测第一图像的线条，在检测出第一图像的天花板线条为多个时，从天花板线条中选取一个目标天花板线条，以目标天花板线条为对象，计算目标天花板线条与边界线之间的角度，目标天花板线条与边界线之间的角度为第一角度，从而获取第一角度。

在所述获取第二角度的步骤中，包括：

检测第二图像的天花板线条；

判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条；

若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度。

在本实施例中，采用霍夫变换技术检测第二图像的天花板线条，在检测出天花板线条之后，基于单应矩阵的直线匹配技术判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条，与目标天花板线条匹配的天花板线条可以是目标天花板线条，还可以是与目标天花板线条平行的天花板线条。在判断存在之后，选取与目标天花板线条匹配的天花板线条，然后计算已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度，已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度为第二角度，从而获取第二角度。

在一些实施例中，采用霍夫变换技术检测第二图像的天花板线条，在检测出天花板线条之后，角度直方图法先计算第一图像与第二图像之间转动的角度，根据转动的角度，判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条，与目标天花板线条匹配的天花板线条可以是目标天花板线条，还可以是与目标天花板线条平行的天花板线条。在判断存在之后，选取与目标天花板线条匹配的天花板线条，然后计算已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度，已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度为第二角度，从而获取第二角度。

角度直方图法分为如下两步：

1.边缘梯度方向的提取。

与Sobel、Roberts、Laplace等边缘提取算子相比，Canny算子提取的边缘具有较好的稳健性和精确性，经常被用于边缘提取。因此，本文用Canny算子提取图像的边缘，得出边缘点的位置、强度和梯度方向。设图像的灰度函数为f(x,y)，对于数字图像，图像的微分用差分替代，因此坐标为(x,y)的边缘点u的强度M(u)和梯度方向A(u)的计算公式如下：

M(u)＝[(f_x(x,y))²+(f_y(x,y))²]^1/2

A(u)＝arctan[(f_y(x,y))/(f_x(x,y))]

式中，f_x(x,y)＝f(x+1,y)-f(x-1,y),f_y(x,y)＝f(x,y+1)-f(x,y-1)

2.角度直方图表决法。

设两图像f₁和f₂的边缘点集合分别为

和

边缘点u的梯度方向为A(u)，则f₁中边缘点

和f₂中边缘点

的角度差集合Δθ为：

使式中Δθ_i,j的变化范围是0°～359°，统计Δθ的直方图H(Δθ)。如果f₁中边缘点

是对应点，则这两点之间的梯度方向差Δθ_m,n一定是两图像间旋转角度的近似值。所有由对应边缘点对计算出的角度将会聚集在图像旋转角度的真实值附近，而非对应边缘点的角度差是随机的，所以H(Δθ)将在真实值附近形成峰值。因此，不用事先确定f₁和f₂中边缘点的对应关系，通过上述的表决过程即可估计出两图像间的旋转角度

是H(Δθ)最大峰值所对应的角度，可用下式表示：

步骤S103、将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，根据比较结果校准扫地机器人位置信息。

在本实施例中，在步骤S103中，包括：

将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，获得偏差角度；

若偏差角度小于或者等于预设阈值，则待扫地机器人完成工作任务之后，执行校准扫地机器人位置信息；

若偏差角度大于预设阈值，则暂停扫地机器人当前工作，执行校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，获得偏差角度，将偏差角度与预设阈值进行比较，若偏差角度小于或者等于预设阈值，则待扫地机器人完成工作任务之后，执行校准扫地机器人位置信息；若偏差角度大于预设阈值，则暂停扫地机器人当前工作，执行校准扫地机器人位置信息。

在一些实施例中，在步骤S103中，包括：

将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，获得偏差角度；

若偏差角度小于或者等于预设阈值，则不需要执行校准扫地机器人位置信息；

若偏差角度大于预设阈值，则需要执行校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，获得偏差角度，将偏差角度与预设阈值进行比较，若偏差角度小于或者等于预设阈值，则不需要执行校准扫地机器人位置信息；若偏差角度大于预设阈值，则需要执行校准扫地机器人位置信息。

在步骤S102之前，所述方法包括：

判断所述第一图像和所述第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；

若均存在，则执行所述获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

在获取第一角度、第二角度以及第三角度之前，需要先判断第一图像和第二图像中是否存在符合预设条件的天花板线条，即判断天花板的构造是否包含规则分布的线条，例如水平线条或垂直线条。若天花板的构造包含规则分布的线条，扫地机器人才会依据规则分布的线条确定第一角度和第二角度，否则，考虑到计算第一角度和第二角度的误差会过大，扫地机器人不会执行获取第一角度和第二角度的动作。

在一些实施例中，扫地机器人在开始工作前，会先判断天花板的构造是否包含规则分布的线条，比如通过内置摄像头对天花板进行拍摄，判定天花板构造是否包含规则分布的线条。在确定天花板的构造包含规则分布的线条后，再执行步骤S101。

综上所述，通过第一图像、第二图像中的第一直线与边界线之间角度得到第一角度和第二角度，获取扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度，根据第一角度与第二角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息，旨在解决现有的扫地机器人出现定位不准确的问题。

如图2所示，本发明实施例提出扫地机器人位置校准系统1，系统1包括图像获取模块11、角度获取模块12和校准模块13。

图像获取模块11，用于在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像。

摄像头与扫地机器人电连接，摄像头设于扫地机器人上，其摄像口朝上，用于拍摄天花板。在扫地机器人工作过程中，在第一时刻使用摄像头拍摄天花板，从而获取第一图像，在第二时刻使用摄像头拍摄天花板，从而获取第二图像。其中天花板的构造为规则分布的线条。例如，水平线条、或者垂直线条、或者纵横交错的线条。

具体地，摄像头正对天花板设于扫地机器人上。

在本实施例中，通过广角摄像头拍摄天花板。

在本实施例中，第二图像中的拍摄到天花板范围与第一图像中的拍摄到天花板范围相同，都是整个天花板的图像。

角度获取模块12，用于获取第一角度、第二角度以及第三角度，第一角度为第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，第二角度为第二图像中的第一直线与边界线之间的角度，第三角度为扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度。

在获取第一图像之后，根据第一图像，获取第一角度，第一角度是第一图像中第一直线与边界线之间的角度。

在获取第二图像之后，根据第二图像，获取第二角度，第二角度是第二图像中第一直线与边界线之间的角度。

扫地机器人自身旋转的角度都会有记录，从扫地机器人系统中获取从第一时刻至第二时刻旋转的角度，从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度。

角度获取模块12包括：

第一检测模块，用于检测第一图像的天花板线条；

第一选取模块，用于若天花板线条为多个，则从天花板线条中选取一个目标天花板线条；

第一角度获取模块，用于获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度。

在本实施例中，采用霍夫变换技术检测第一图像的线条，在检测出第一图像的天花板线条为多个时，从天花板线条中选取一个目标天花板线条，以目标天花板线条为对象，计算目标天花板线条与边界线之间的角度，目标天花板线条与边界线之间的角度为第一角度，从而获取第一角度。

角度获取模块12包括：

第二检测模块，用于检测第二图像的天花板线条；

第二判断模块，用于判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条；

第二角度获取模块，用于若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度。

在本实施例中，采用霍夫变换技术检测第二图像的天花板线条，在检测出天花板线条之后，基于单应矩阵的直线匹配技术判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条，与目标天花板线条匹配的天花板线条可以是目标天花板线条，还可以是与目标天花板线条平行的天花板线条。在判断存在之后，选取与目标天花板线条匹配的天花板线条，然后计算已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度，已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度为第二角度，从而获取第二角度。

在一些实施例中，采用霍夫变换技术检测第二图像的天花板线条，在检测出天花板线条之后，角度直方图法先计算第一图像与第二图像之间转动的角度，根据转动的角度，判断第二图像的天花板线条中是否存在与目标天花板线条匹配的天花板线条，与目标天花板线条匹配的天花板线条可以是目标天花板线条，还可以是与目标天花板线条平行的天花板线条。在判断存在之后，选取与目标天花板线条匹配的天花板线条，然后计算已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度，已选取与目标天花板线条匹配的天花板线条与边界线之间的角度为第二角度，从而获取第二角度。

角度直方图法分为如下两步：

1.边缘梯度方向的提取。

与Sobel、Roberts、Laplace等边缘提取算子相比，Canny算子提取的边缘具有较好的稳健性和精确性，经常被用于边缘提取。因此，本文用Canny算子提取图像的边缘，得出边缘点的位置、强度和梯度方向。设图像的灰度函数为f(x,y)，对于数字图像，图像的微分用差分替代，因此坐标为(x,y)的边缘点u的强度M(u)和梯度方向A(u)的计算公式如下：

M(u)＝[(f_x(x,y))²+(f_y(x,y))²]^1/2

A(u)＝arctan[(f_y(x,y))/(f_x(x,y))]

式中，f_x(x,y)＝f(x+1,y)-f(x-1,y),f_y(x,y)＝f(x,y+1)-f(x,y-1)

2.角度直方图表决法。

设两图像f₁和f₂的边缘点集合分别为

和

边缘点u的梯度方向为A(u)，则f₁中边缘点

和f₂中边缘点

的角度差集合Δθ为：

使式中Δθ_i,j的变化范围是0°～359°，统计Δθ的直方图H(Δθ)。如果f₁中边缘点

是对应点，则这两点之间的梯度方向差Δθ_m,n一定是两图像间旋转角度的近似值。所有由对应边缘点对计算出的角度将会聚集在图像旋转角度的真实值附近，而非对应边缘点的角度差是随机的，所以H(Δθ)将在真实值附近形成峰值。因此，不用事先确定f₁和f₂中边缘点的对应关系，通过上述的表决过程即可估计出两图像间的旋转角度

是H(Δθ)最大峰值所对应的角度，可用下式表示：

校准模块13，用于将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，根据比较结果校准扫地机器人位置信息。

在本实施例中，校准模块13包括：

偏差角度获取模块，用于将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，获得偏差角度；

第一执行模块，用于若偏差角度小于或者等于预设阈值，则待扫地机器人完成工作任务之后，执行校准扫地机器人位置信息；

第二执行模块，用于若偏差角度大于预设阈值，则暂停扫地机器人当前工作，执行校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，获得偏差角度，将偏差角度与预设阈值进行比较，若偏差角度小于或者等于预设阈值，则待扫地机器人完成工作任务之后，执行校准扫地机器人位置信息；若偏差角度大于预设阈值，则暂停扫地机器人当前工作，执行校准扫地机器人位置信息。

在一些实施例中，校准模块13包括：

第一偏差角度获取模块，用于将第二角度与第一角度的角度差与第三角度比较，获得偏差角度；

第二执行模块，用于若偏差角度小于或者等于预设阈值，则不需要执行校准扫地机器人位置信息；以及若偏差角度大于预设阈值，则需要执行校准扫地机器人位置信息。

计算第二角度与第一角度的角度差，之后将角度差与第三角度进行比较，获得偏差角度，将偏差角度与预设阈值进行比较，若偏差角度小于或者等于预设阈值，则不需要执行校准扫地机器人位置信息；若偏差角度大于预设阈值，则需要执行校准扫地机器人位置信息。

系统1还包括：

判断模块，用于判断第一图像和第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；

若均存在，则执行上述角度获取模块获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

在获取第一角度、第二角度以及第三角度之前，需要先判断第一图像和第二图像中是否存在符合预设条件的天花板线条，即判断天花板的构造是否包含规则分布的线条，例如水平线条或垂直线条。若天花板的构造包含规则分布的线条，扫地机器人才会依据规则分布的线条确定第一角度和第二角度，否则，考虑到计算第一角度和第二角度的误差会过大，扫地机器人不会执行获取第一角度和第二角度的动作。

在一些实施例中，扫地机器人在开始工作前，会先判断天花板的构造是否包含规则分布的线条，比如通过内置摄像头对天花板进行拍摄，判定天花板构造是否包含规则分布的线条。在确定天花板的构造包含规则分布的线条后，再执行图像获取模块11的动作。

综上所述，通过第一图像、第二图像中的第一直线与边界线之间角度得到第一角度和第二角度，获取扫地机器人从第一时刻至第二时刻旋转的角度为第三角度，根据第一角度与第二角度的角度差与第三角度比较，校准扫地机器人位置信息，旨在解决现有的扫地机器人出现定位不准确的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种扫地机器人位置校准方法，其特征在于，所述方法包括：

在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，所述第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像；

获取第一角度、第二角度以及第三角度，所述第一角度为所述第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，所述第二角度为所述第二图像中的所述第一直线与所述边界线之间的角度，所述第三角度为所述扫地机器人从所述第一时刻至所述第二时刻旋转的角度；

将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息；

在所述获取第一角度的步骤中，包括：

检测所述第一图像的天花板线条；

若所述天花板线条为多个，则从所述天花板线条中选取一个目标天花板线条；

获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度；

在所述获取第二角度的步骤中，包括：

检测所述第二图像的天花板线条；

判断所述第二图像的天花板线条中是否存在与所述目标天花板线条匹配的天花板线条；

若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度；

其中，所述匹配的天花板线条为所述目标天花板线条或者与所述目标天花板线条平行的线条；

所述第二角度与所述第一角度的角度差计算方式为：

设图像的灰度函数为f(x,y)，对于数字图像，图像的微分用差分替代，因此坐标为(x,y)的边缘点u的强度M(u)和梯度方向A(u)的计算公式如下：

M(u)＝[(f_x(x,y))²+(f_y(x,y))²]^1/2

A(u)＝arctan[(f_y(x,y))/(f_x(x,y))]

式中，

f_x(x,y)＝f(x+1,y)-f(x-1,y),f_y(x,y)＝f(x,y+1)-f(x,y-1)

设两图像f₁和f₂的边缘点集合分别为

和

边缘点u的梯度方向为A(u)，则f₁中边缘点

和f₂中边缘点

的角度差集合Δθ为：

则所述第二角度与所述第一角度的角度差为

2.根据权利要求1所述的扫地机器人位置校准方法，其特征在于，在所述将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息的步骤中，包括：

将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，获得偏差角度；

若所述偏差角度小于或者等于预设阈值，则待所述扫地机器人完成工作任务之后，执行校准所述扫地机器人位置信息；

若所述偏差角度大于预设阈值，则暂停所述扫地机器人当前工作，执行校准所述扫地机器人位置信息。

3.根据权利要求1-2任一项所述的扫地机器人位置校准方法，其特征在于，在所述获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤之前，所述方法包括：

判断所述第一图像和所述第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；

若均存在，则执行所述获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

4.一种扫地机器人位置校准系统，其特征在于，所述系统包括：

图像获取模块，用于在扫地机器人工作过程中，获取第一图像和第二图像，所述第一图像为第一时刻拍摄的天花板图像，所述第二图像为第二时刻拍摄的天花板图像；

角度获取模块，用于获取第一角度、第二角度以及第三角度，所述第一角度为所述第一图像中的第一直线与边界线之间的角度，所述第二角度为所述第二图像中的所述第一直线与所述边界线之间的角度，所述第三角度为所述扫地机器人从所述第一时刻至所述第二时刻旋转的角度；

校准模块，用于将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，校准所述扫地机器人位置信息；

所述角度获取模块包括：

第一检测模块，用于检测所述第一图像的天花板线条；

第一选取模块，用于若所述天花板线条为多个，则从所述天花板线条中选取一个目标天花板线条；

第一角度获取模块，用于获取目标天花板线条与边界线之间的第一角度；

所述角度获取模块包括：

第二检测模块，用于检测所述第二图像的天花板线条；

第二判断模块，用于判断所述第二图像的天花板线条中是否存在与所述目标天花板线条匹配的天花板线条；

第二角度获取模块，用于若存在，则获取所匹配的天花板线条与边界线之间的第二角度；

其中，所述匹配的天花板线条为所述目标天花板线条或者与所述目标天花板线条平行的线条；

所述第二角度与所述第一角度的角度差计算方式为：

设图像的灰度函数为f(x,y)，对于数字图像，图像的微分用差分替代，因此坐标为(x,y)的边缘点u的强度M(u)和梯度方向A(u)的计算公式如下：

M(u)＝[(f_x(x,y))²+(f_y(x,y))²]^1/2

A(u)＝arctan[(f_y(x,y))/(f_x(x,y))]

式中，

f_x(x,y)＝f(x+1,y)-f(x-1,y),f_y(x,y)＝f(x,y+1)-f(x,y-1)

设两图像f₁和f₂的边缘点集合分别为

和

边缘点u的梯度方向为A(u)，则f₁中边缘点

和f₂中边缘点

的角度差集合Δθ为：

则所述第二角度与所述第一角度的角度差为

5.根据权利要求4所述的扫地机器人位置校准系统，其特征在于，所述校准模块包括：

偏差角度获取模块，用于将所述第二角度与所述第一角度的角度差与所述第三角度比较，获得偏差角度；

第一执行模块，用于若所述偏差角度小于或者等于预设阈值，则待所述扫地机器人完成工作任务之后，执行校准所述扫地机器人位置信息；

第二执行模块，用于若所述偏差角度大于预设阈值，则暂停所述扫地机器人当前工作，执行校准所述扫地机器人位置信息。

6.根据权利要求4-5任一项所述的扫地机器人位置校准系统，其特征在于，所述系统包括：

判断模块，用于判断所述第一图像和所述第二图像中是否均存在符合预设条件的天花板线条；若均存在，则执行所述角度获取模块获取第一角度、第二角度以及第三角度的步骤。

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