CN109443346A - 监控导航方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供监控导航方法及系统，所述方法获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器位置、姿态和速度的准确计算，同时校正机载导航系统。本发明解决了用以解决现有技术中现有技术机器导航定位不准确的问题，具有更好进行机器导航的有益效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机导航技术领域，尤其涉及一种监控导航方法及系统。
背景技术
机器的导航系统是机器的“眼睛”，多技术结合是未来发展的方向。导航系统负责向机器提供参考坐标系的位置、速度、移动姿态等矢量信息，引导机器按照指定航线移动，相当于有人机系统中的领航员。
现有技术，机器的精确导航是目前许多机器应用场景中的技术难点，无论是室内应用还是室外应用，又无论是基于激光、视觉(双目/单目)、惯性、编码器、GPS、地磁、wifi等技术的机器导航都存在各自的缺陷。例如：基于激光技术的机器导航成本太高；基于视觉(双目/单目)技术的机器导航无法处理无光或暗光场景下的导航需求；基于惯性技术的机器导航坐标飘移得太厉害；基于编码器或GPS技术的机器导航精度低，GPS在森林、楼宇间有误差大，室内无信号；基于地磁或wifi技术的机器导航不准确等等。
发明内容
本发明实施例提供监控导航方法及系统，用以解决现有技术中现有技术机器导航定位不准确的问题，以起到更好进行机器导航的有益效果。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种监控导航方法，包括：
获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息校正机载导航系统；
控制监控摄像头实时获取目标机器周围的障碍物信息，按目标机器的任务生成或修改规划路径。
进一步，所述方法还包括：
监控摄像头获取当目标机器按照当前规划路径继续移动可能会遇到的障碍物的俯视轮廓信息；
将障碍物的俯视轮廓信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物正对面的具体信息；基于障碍物的具体信息修改目标机器局部导航路径。
根据本发明的第二个方面，提供一种监控导航系统，包括控制中心和至少一个监控摄像头：
控制中心获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
控制中心基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
控制中心控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
控制中心基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息校正机载导航系统；
控制监控摄像头实时获取目标机器周围的障碍物信息，按目标机器的任务生成或修改规划路径。
进一步，监控摄像头还用于获取当目标机器按照当前导航路径继续移动可能会遇到的障碍物的俯视轮廓信息；
控制中心将障碍物的俯视轮廓信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物正对面的具体信息；控制中心基于障碍物正对面的具体信息修改目标机器局部导航路径。
进一步，当监控摄像头为多个时；控制中心还用于：优先选择多个监控摄像头视场中心连线作为目标机器优先导航路径。
进一步，控制中心还用于：
当目标机器处于任一监控摄像头可拍照范围内时，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
当目标机器处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时，基于目标机器历史位置信息、历史姿态信息和历史速度信息计算目标机器当前大致位置信息，基于大致位置信息和运动规划选区目标机器当前所处位置所可能对应的监控摄像头。
进一步，制中心还用于：将大致位置信息发送给大致位置信息周边的各个监控摄像头；以供各个监控摄像头基于大致位置信息检测目标机器。
进一步，目标机器上设置有避障传感器，用于获取障碍物的具体信息；避障传感器为超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合。
进一步，所述控制中心和机器处于同一个的无线网络中，外部无权限设备无法访问无线网络的内容；控制中心能够跨到外网，与其余业务对接。
进一步，机器的机身上有用于图像识别且与机器编码一一对应的标签图案，以供监控摄像头检测和识别目标机器。
本发明实施例提供监控导航方法及系统，所述方法获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。本发明解决了用以解决现有技术中现有技术机器导航定位不准确的问题，具有更好进行机器导航的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明监控导航方法的实施例流程示意图；
图2为本发明监控导航系统的一实施例结构示意图；
图3为本发明电子设备的实施例实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
机器导航是指机器在移动过程中确定其位置、姿态和速度的方法或过程，涉及数学、力学、光学、电子学、自动控制及计算机等多个学科。导航系统的性能直接决定了机器是否能完成任务，因为机器只能依靠导航信号实现自动移动。
但是，机器的精确导航是目前许多机器应用场景中的技术难点，无论是室内应用还是室外应用，又无论是基于激光、视觉(双目/单目)、惯性、编码器、GPS、地磁、wifi等技术，这些方式都存在各自的缺陷。由于机器定位的不准确，以及能准确定位的部件太昂贵，使得导航性能往往不能满足作业要求。
为解决上述至少一个技术问题，本发明提供一种监控导航方法及系统，所述方法结合监控摄像头实现对于目标机器的导航，解决现有技术中现有技术机器导航定位不准确、计算太复杂、部件太昂贵的问题，具有更好进行机器导航的有益效果。
如图1，示出本发明具体实施例监控导航方法整体流程示意图。整体上，包括：
S1，获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
S2，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
S3，控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
S4，基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息校正机载导航系统；
S5控制监控摄像头实时获取目标机器周围的障碍物信息，按目标机器的任务生成或修改规划路径。
该实施例中监控导航方法是为在进行机器导航路径的生成或修改时，考虑到机器自身定位不准确的问题，基于预先布置的监控摄像头实现对于目标机器位置、姿态和速度的准确计算，同时校正机载导航系统。
进一步地，对于目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一二速度信息的获取是为了定位能够预先设置、且能够获取到目标机器的相应目标机器；目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息的获取既可以为目标机器主动上报、也可以为控制中心或服务器主动获取；具体存储方式本发明实施例不作具体限定。
又进一步地，控制中心或服务器基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。
再进一步的，控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；以供控制中心或服务器基于更加准确的第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器位置、姿态和速度的准确计算。
再进一步的，控制中心或服务器将机器将基于更加准确的第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息反馈回机器，机器根据第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息与第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息位置间的差别校正导航系统。
在本发明任一上述具体实施例的基础上，提供一种监控导航方法，所述方法还包括：
控制中心或服务器从监控摄像头获取当目标机器按照当前导航路径继续移动可能会遇到的障碍物的信息(俯视角)；
控制中心或服务器将障碍物信息发送给目标机器，目标机器根据机载传感器获取障碍物的实时信息(同水平面)；基于障碍物的实时信息修改目标机器导航路径。
其中，当目标机器按照当前的导航路径进行前进时，如果将要遇到障碍物，因为监控摄像头视野更大，能够预先获得障碍物的信息(俯视角)，将障碍物的信息(俯视角)发送给目标机器，目标机器基于自身的传感器(例如超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合) 获取障碍物实时信息。其中所述障碍物信息和实时信息中可以包括位置信息、高度信息、体积信息、形状信息、速度信息等等，本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例类似视觉导航的最大不同点在于：导航所依赖的摄像头没放在移动的机器上，而是利用固定在环境中、已有的监控，摄像头不随机器而动，因此每个摄像头的位置固定，已经有了位置在摄像头里面。
如图2，示出本发明具体实施监控导航系统整体结构示意图。整体上，包括控制中心A01一个监控摄像头：
控制中心A01获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
控制中心A01基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头A02；
控制中心A01控制监控摄像头A02实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
控制中心A01基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。
该实施例中监控导航方法是为在进行机器导航路径的生成或修改时，考虑到机器自身定位不准确的问题，基于预先布置的监控摄像头实现对于目标机器的准确定位，同时校正机载导航系统。
进一步地，对于目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息的获取是为了定位能够预先设置、且能够获取到目标机器的相应目标机器；目标机器当前第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息的获取既可以为目标机器主动上报、也可以为控制中心或服务器主动获取；具体存储方式本发明实施例不作具体限定。
又进一步地，控制中心或服务器基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。
再进一步的，控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；以供控制中心或服务器基于更加准确的第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器的准确定位，同时校正机载导航系统。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，其特征在于，监控摄像头还用于获取当目标机器按照当前导航路径继续移动可能会遇到的障碍物的信息；
控制中心将障碍物的信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物的实时信息；目标机器基于障碍物的实时信息修改目标机器导航路径。
其中，当目标机器按照当前的导航路径进行前进时，如果将要遇到障碍物，因为监控摄像头视野更大，能够预先获得障碍物的信息，将障碍物的信息发送给目标机器，目标机器基于自身的传感器(例如超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合)获取障碍物具体的实时信息。其中所述障碍物信息和实时信息中可以包括位置信息、高度信息、体积信息、形状信息、速度信息等等，本发明实施例不作具体限定。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，当监控摄像头为多个时；控制中心还用于：优先靠近多个监控摄像头连线所构成的路径，生成或修改目标机器导航路径。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心生成或修改目标机器导航路径时优先在任一监控摄像头可拍照范围内。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心生成的导航路径，目标机器可以根据障碍自主修改局部导航路径。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心还用于：
当目标机器处于任一监控摄像头可拍照范围内时，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
当目标机器处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时，基于目标机器历史位置信息、历史姿态信息和历史速度信息计算目标机器当前大致位置信息，基于大致位置信息选区目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心还用于：将大致位置信息发送给大致位置信息周边的各个监控摄像头；以供各个监控摄像头基于大致位置信息进行对目标机器信息的获取。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，目标机器上设置有避障传感器，用于获取障碍物的具体信息；避障传感器为超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，所述控制中心和机器处于一个的无线网络中，外部无权限设备无法访问无线网络的内容；控制中心能够跨到外网，与其余业务对接。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，机器的机身上有用于图像识别且与机器编码一一对应的标签图案，以供监控摄像头识别。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，控制中心用于：
定时与每个机器通讯，告诉机器其任务路径、位置、姿态和速度：
启动时：(a)通知每个机器，控制中心启动，要每个机器上报位置、姿态和速度；(b)得到每个机器位置、姿态和速度后，精确计算机器的位置、姿态和速度；
作业时：(a)对处于任一监控摄像头可拍照范围的机器，按位置及误差定位所在摄像头进行目标检测；(b)对处于任一监控摄像头都不可拍照范围的机器，估计位置、姿态、速度和误差，通报其最近的摄像头。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，提供一种监控导航系统，机器用于：
启动时：(a)通知控制中心本机器启动，上报机器编码、位置、姿态； (b)获取最近摄像头；
任务时：定时与控制中心通讯，告诉其当前位置、姿态和速度。
在本发明上述任一具体实施例的基础上，给出一种监控导航实例。采用监控摄像头进行导航。监控摄像头作为上帝之眼，为目标机器定位，对目标机器提供位置、姿态和速度信息。作业流程如下。
(1)用户按按键发出机器作业任务要求；
(2)业务中心按业务规定允许/拒绝此项作业任务；
(3)如果要发物资，选择空余并且有足够电量的机器，控制中心向机器发出任务通知；
(4)机器前往物资发放处；
(5)发放物资，控制中心向机器给出出发信号；
(6)控制中心给出全局路径；
(7)机器按全局路径前往目的地；
(8)路途中发现障碍，修改局部路径；
(9)机器到达目的地，向控制中心发出通知；
(10)物资处理完毕，向控制中心给出信号；
(11)结束本次任务。
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器 310可以调用存储在存储器330上并可在处理器310上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息实现目标机器导航路径的生成或修改。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种监控导航方法，其特征在于，包括：
获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息校正机载导航系统；
控制监控摄像头实时获取目标机器周围的障碍物信息，按目标机器的任务生成或修改规划路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监控摄像头获取当目标机器按照当前规划路径继续移动可能会遇到的障碍物的俯视轮廓信息；
将障碍物的俯视轮廓信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物正对面的具体信息；基于障碍物的具体信息修改目标机器局部导航路径。
3.一种监控导航系统，其特征在于，包括控制中心和至少一个监控摄像头：
控制中心获取目标机器当前的第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息；
控制中心基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
控制中心控制监控摄像头实时获取目标机器当前第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息；
控制中心基于第二位置信息、第二姿态信息和第二速度信息校正机载导航系统；
控制监控摄像头实时获取目标机器周围的障碍物信息，按目标机器的任务生成或修改规划路径。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，监控摄像头还用于获取当目标机器按照当前导航路径继续移动可能会遇到的障碍物的俯视轮廓信息；
控制中心将障碍物的俯视轮廓信息发送给目标机器，目标机器获取障碍物正对面的具体信息；控制中心基于障碍物正对面的具体信息修改目标机器局部导航路径。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当监控摄像头为多个时；控制中心还用于：优先选择多个监控摄像头视场中心连线作为目标机器优先导航路径。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，控制中心还用于：
当目标机器处于任一监控摄像头可拍照范围内时，基于第一位置信息、第一姿态信息和第一速度信息，选取目标机器当前所处位置所对应的监控摄像头；
当目标机器处于任一监控摄像头都不可拍照范围内时，基于目标机器历史位置信息、历史姿态信息和历史速度信息计算目标机器当前大致位置信息，基于大致位置信息和运动规划选区目标机器当前所处位置所可能对应的监控摄像头。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，控制中心还用于：将大致位置信息发送给大致位置信息周边的各个监控摄像头；以供各个监控摄像头基于大致位置信息检测目标机器。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，目标机器上设置有避障传感器，用于获取障碍物的具体信息；避障传感器为超声波传感器、红外线传感器、雷达传感器和摄像头中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求3至8任一所述的系统，其特征在于，所述控制中心和机器处于同一个的无线网络中，外部无权限设备无法访问无线网络的内容；控制中心能够跨到外网，与其余业务对接。
10.根据权利要求3至8任一所述的系统，其特征在于，机器的机身上有用于图像识别且与机器编码一一对应的标签图案，以供监控摄像头检测和识别目标机器。
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| CN201811269349.XA CN109443346A (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 监控导航方法及系统 |
Publications (1)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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