CN110069058A - 一种机器人室内导航控制方法 - Google Patents

一种机器人室内导航控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110069058A
CN110069058A CN201810070034.6A CN201810070034A CN110069058A CN 110069058 A CN110069058 A CN 110069058A CN 201810070034 A CN201810070034 A CN 201810070034A CN 110069058 A CN110069058 A CN 110069058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
road sign
route
control method
markings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810070034.6A
Other languages
English (en)
Inventor
欧卫婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd filed Critical Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Priority to CN201810070034.6A priority Critical patent/CN110069058A/zh
Publication of CN110069058A publication Critical patent/CN110069058A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0255—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种机器人室内导航控制方法，所述机器人室内导航控制方法包括以下步骤：获取室内环境地图，并根据所述室内环境地图信息创建室内环境模型；获取室内具有明显特征的景物信息作为路标，将全局路线分割成路标与路标之间的标志线；探测机器人与路标的实际位置确定机器人的位置；机器人在行走过程中，通过视觉探测传感器对标志线进行探测，并调整行进路线与标准线之间的偏差；判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，再根据标志线的指引按照原先的行进路线继续行进。

Description

一种机器人室内导航控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人室内导航控制方法。
背景技术
导航是对移动机器人所要求的最具挑战性的能力之一，导航的基本任务包括我在哪里，我要去哪里，我如何到那里去三个问题。因此如何获取环境信息，实现对自身及目标、障碍物的定位，并通过规划算法得到无障碍导航路径，是需要解决的问题。由于环境的复杂性，完全靠机器人自主实现对环境的可靠识别，目前还处于研究阶段。
导航系统根据采用硬件的不同，又可分为视觉导航系统和非视觉导航系统，非视觉导航系统主要包括GPS导航，声音导航以及电磁导航。
视觉导航系统的优点在于具有很高的空间分辨率，探测范围广、精度高，能够获取场景中的大部分信息。但是视觉导航系统也存在图像特征提取与识别困难、运算量大、实时性差等不足。
GPS导航还存在定位精度比较低、可靠性不高的问题，所以在机器人的导航应用中通常还辅以磁罗盘、里程计的数据进行导航。另外，GPS导航系统也不适用于室内或者水下机器人的导航以及对位置精度要求较高的机器人系统。
超声波导航具有成本低廉、采集信息速度快、距离分辨率高等优点，而且它采集环境信息时不需要复杂的图像配准技术，因此测距速度快、实时性好。同时，超声波传感器也不易受到如天气条件、环境光照及障碍物阴影、表面粗糙度等外界环境条件的影响。但是超声波 传感器定位精度较低，多超声传感器之间的串扰和幻影干扰难以消除。
因此，如何解决现有机器人室内导航系统路线规划不准确的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机器人室内导航控制方法，能够解决现有机器人室内导航系统路线规划不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种机器人室内导航控制方法，所述机器人室内导航控制方法包括以下步骤：
获取室内环境地图，并根据所述室内环境地图信息创建室内环境模型；
获取室内具有明显特征的景物信息作为路标，将全局路线分割成路标与路标之间的标志线；
探测机器人与路标的实际位置确定机器人的位置；
机器人在行走过程中，通过视觉探测传感器对标志线进行探测，并调整行进路线与标准线之间的偏差；
判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，再根据标志线的指引按照原先的行进路线继续行进。
优选的，所述视觉探测传感器对标志线进行探测，包括视觉探测传感器获取标志线上景物的一幅或多幅图像，对所述图像进行边缘提取、图像分割、图像细化，获取图像中的路标。
优选的，所述获取室内环境地图，包括：根据机器人的位置信息、机器人的初始姿态及室内布局地图，得到室内环境地图。
优选的，所述判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，包括：当传感器探测到行进路线上出线障碍物时，机器人规划避障路线，机器人根据所述避障路线避开障碍物。
优选的，所述将全局路线分割成路标与路标之间的标志线，包括：从所述机器人的初始位置对全局路线进行分割，识别所述室内环境地图上的具有明显特征的景物，将该景物的景物信息作为路标，在每段分割好的路线上将相邻的路标之间标识成标志线。
优选的，所述标志线的指引为沿所述机器人的行进路线上前一路标至后一路标的方向。
优选的，所述视觉探测传感器包括超声波传感器和视频摄像机，所述超声波传感器检测所述机器人行进路线上预设距离内是否出现障碍物，所述视频摄像机用于获取所述障碍物的图像。
本发明提供的机器人室内导航控制方法，建立室内环境地图，在室内环境地图上建立用于指示机器人实际位置的标志线，通过视觉探测传感器纠正机器人实际行进路线与标准线之间的偏差，将导航地图与行进路线实时探测相结合，大大提高了室内导航的准确性，同时降低了机器人的运算负担，提高了机器人的运行效率。
附图说明
图1为本发明提供的机器人室内导航控制方法的一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参看图1，图1为本发明提供的机器人室内导航控制方法的一种具体实施方式的流程示意图。
如图1所示，本发明提供了一种机器人室内导航控制方法，所述机器人室内导航控制方法包括以下步骤：
获取室内环境地图，并根据所述室内环境地图信息创建室内环境模型；
获取室内具有明显特征的景物信息作为路标，将全局路线分割成路标与路标之间的标志线；
探测机器人与路标的实际位置确定机器人的位置；
机器人在行走过程中，通过视觉探测传感器对标志线进行探测，并调整行进路线与标准线之间的偏差；
判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，再根据标志线的指引按照原先的行进路线继续行进。
本发明提供的机器人室内导航控制方法，建立室内环境地图，在室内环境地图上建立用于指示机器人实际位置的标志线，通过视觉探测传感器纠正机器人实际行进路线与标准线之间的偏差，将导航地图与行进路线实时探测相结合，大大提高了室内导航的准确性，同时降低了机器人的运算负担，提高了机器人的运行效率。
优选的方案中，所述视觉探测传感器对标志线进行探测，包括视觉探测传感器获取标志线上景物的一幅或多幅图像，对所述图像进行边缘提取、图像分割、图像细化，获取图像中的路标。
获取图像中路标，可以采用直线目标提取方法，具体可以采用以下方案，图像边缘提取时，对二值图像中的可能边缘数据点进行计算，边缘数据点比原来整幅图像的数据量大大减小，这样当图像的分辨率较高时，可以大大降低计算的工作量，提高计算效率。
优选的方案中，所述获取室内环境地图，包括：根据机器人的位置信息、机器人的初始姿态及室内布局地图，得到室内环境地图。
优选的方案中，所述判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，包括：当传感器探测到行进路线上出线障碍物时，机器人规划避障路线，机器人根据所述避障路线避开障碍物。
优选的方案中，所述将全局路线分割成路标与路标之间的标志线，包括：从所述机器人的初始位置对全局路线进行分割，识别所述室内环境地图上的具有明显特征的景物，将该景物的景物信息作为路标，在每段分割好的路线上将相邻的路标之间标识成标志线。
优选的方案中，还可以利用彩色图案对机器人进行定位，利用颜色空间转换使颜色成为图像的唯一特征，简化了图像的特征提取，这样可以大大提高图像的处理速度和特征提取的鲁棒性。
优选的方案中，所述标志线的指引为沿所述机器人的行进路线上前一路标至后一路标的方向。
优选的方案中，所述视觉探测传感器包括超声波传感器和视频摄像机，所述超声波传感器检测所述机器人行进路线上预设距离内是否出现障碍物，所述视频摄像机用于获取所述障碍物的图像。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述机器人室内导航控制方法包括以下步骤：
获取室内环境地图，并根据所述室内环境地图信息创建室内环境模型；
获取室内具有明显特征的景物信息作为路标，将全局路线分割成路标与路标之间的标志线；
探测机器人与路标的实际位置确定机器人的位置；
机器人在行走过程中，通过视觉探测传感器对标志线进行探测，并调整行进路线与标准线之间的偏差；
判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，再根据标志线的指引按照原先的行进路线继续行进。
2.根据权利要求1所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述视觉探测传感器对标志线进行探测，包括视觉探测传感器获取标志线上景物的一幅或多幅图像，对所述图像进行边缘提取、图像分割、图像细化，获取图像中的路标。
3.根据权利要求2所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述获取室内环境地图，包括：根据机器人的位置信息、机器人的初始姿态及室内布局地图，得到室内环境地图。
4.根据权利要求3所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述判断行进路线上是否有障碍，若有障碍则绕开所述障碍，包括：当传感器探测到行进路线上出线障碍物时，机器人规划避障路线，机器人根据所述避障路线避开障碍物。
5.根据权利要求4所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述将全局路线分割成路标与路标之间的标志线，包括：从所述机器人的初始位置对全局路线进行分割，识别所述室内环境地图上的具有明显特征的景物，将该景物的景物信息作为路标，在每段分割好的路线上将相邻的路标之间标识成标志线。
6.根据权利要求5所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述标志线的指引为沿所述机器人的行进路线上前一路标至后一路标的方向。
7.根据权利要求1所述的机器人室内导航控制方法，其特征在于，所述视觉探测传感器包括超声波传感器和视频摄像机，所述超声波传感器检测所述机器人行进路线上预设距离内是否出现障碍物，所述视频摄像机用于获取所述障碍物的图像。
CN201810070034.6A 2018-01-24 2018-01-24 一种机器人室内导航控制方法 Pending CN110069058A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810070034.6A CN110069058A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种机器人室内导航控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810070034.6A CN110069058A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种机器人室内导航控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110069058A true CN110069058A (zh) 2019-07-30

Family

ID=67365688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810070034.6A Pending CN110069058A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 一种机器人室内导航控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110069058A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110515385A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 金鹏电子信息机器有限公司 一种移动机器人的路径跟踪方法及装置
CN111427360A (zh) * 2020-04-20 2020-07-17 珠海市一微半导体有限公司 基于地标定位的地图构建方法、机器人及机器人导航系统
WO2021027966A1 (zh) * 2019-08-15 2021-02-18 纳恩博（常州）科技有限公司 行进方法、可行进设备和存储介质
CN114004887A (zh) * 2021-10-29 2022-02-01 福建省海峡智汇科技有限公司 一种融合cnn模型的机器人视觉定位导航系统
CN114010108A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 深圳市无限动力发展有限公司 基于语音引导的扫地机控制方法、装置和计算机设备
WO2023030225A1 (zh) * 2021-09-03 2023-03-09 华为技术有限公司 一种定位方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102853830A (zh) * 2012-09-03 2013-01-02 东南大学 一种基于一般物体识别的机器人视觉导航方法
CN103278170A (zh) * 2013-05-16 2013-09-04 东南大学 基于显著场景点检测的移动机器人级联地图创建方法
CN105043396A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 北京进化者机器人科技有限公司 一种移动机器人室内自建地图的方法和系统
CN105116902A (zh) * 2015-09-09 2015-12-02 北京进化者机器人科技有限公司 一种移动机器人避障导航的方法和系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102853830A (zh) * 2012-09-03 2013-01-02 东南大学 一种基于一般物体识别的机器人视觉导航方法
CN103278170A (zh) * 2013-05-16 2013-09-04 东南大学 基于显著场景点检测的移动机器人级联地图创建方法
CN105043396A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 北京进化者机器人科技有限公司 一种移动机器人室内自建地图的方法和系统
CN105116902A (zh) * 2015-09-09 2015-12-02 北京进化者机器人科技有限公司 一种移动机器人避障导航的方法和系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘洞波: "《移动机器人粒子滤波定位与地图创建》", 30 September 2016 *
曹其新 等: "《轮式自主移动机器人》", 28 February 2012 *
王一丁 等: "《数字图像处理》", 31 August 2015 *
邵欣 等: "《机器视觉与传感器技术》", 31 August 2017 *
陈孟云 等: "《移动机器人SLAM目标跟踪及路径规划》", 31 December 2017 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021027966A1 (zh) * 2019-08-15 2021-02-18 纳恩博（常州）科技有限公司 行进方法、可行进设备和存储介质
CN110515385A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 金鹏电子信息机器有限公司 一种移动机器人的路径跟踪方法及装置
CN111427360A (zh) * 2020-04-20 2020-07-17 珠海市一微半导体有限公司 基于地标定位的地图构建方法、机器人及机器人导航系统
WO2023030225A1 (zh) * 2021-09-03 2023-03-09 华为技术有限公司 一种定位方法和装置
CN114004887A (zh) * 2021-10-29 2022-02-01 福建省海峡智汇科技有限公司 一种融合cnn模型的机器人视觉定位导航系统
CN114010108A (zh) * 2021-11-09 2022-02-08 深圳市无限动力发展有限公司 基于语音引导的扫地机控制方法、装置和计算机设备
CN114010108B (zh) * 2021-11-09 2022-12-27 深圳市无限动力发展有限公司 基于语音引导的扫地机控制方法、装置和计算机设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110069058A (zh) 一种机器人室内导航控制方法
KR102434580B1 (ko) 가상 경로를 디스플레이하는 방법 및 장치
CN109211241B (zh) 基于视觉slam的无人机自主定位方法
CN106840148B (zh) 室外作业环境下基于双目摄像机的可穿戴式定位与路径引导方法
WO2020038285A1 (zh) 车道线的定位方法和装置、存储介质、电子装置
CN103869814B (zh) 一种终端定位和导航方法以及可移动的终端
WO2017168899A1 (ja) 情報処理方法および情報処理装置
Treuillet et al. Outdoor/indoor vision-based localization for blind pedestrian navigation assistance
US20150324646A1 (en) Navigation methods and apparatus for the visually impaired
CN105928505A (zh) 移动机器人的位姿确定方法和设备
CN105953798A (zh) 移动机器人的位姿确定方法和设备
WO2017008454A1 (zh) 一种机器人的定位方法
CN103901895A (zh) 一种基于无极FastSLAM算法和匹配优化目标定位方法及机器人
CN106501829A (zh) 一种无人机导航方法和装置
Miyamoto et al. Visual navigation based on semantic segmentation using only a monocular camera as an external sensor
CN108549376A (zh) 一种基于信标的导航定位方法及系统
CN104898675A (zh) 一种机器人智能导航控制方法
Alliez et al. Real-time multi-SLAM system for agent localization and 3D mapping in dynamic scenarios
Ranft et al. 3d perception for autonomous navigation of a low-cost mav using minimal landmarks
CN113110514A (zh) 一种基于大数据的无人船航行避障系统及方法
CN112652001A (zh) 基于扩展卡尔曼滤波的水下机器人多传感器融合定位系统
Andert et al. On the safe navigation problem for unmanned aircraft: Visual odometry and alignment optimizations for UAV positioning
WO2022188333A1 (zh) 一种行走方法、装置和计算机存储介质
CN115031718A (zh) 一种多传感器融合的无人船同步定位与建图方法(slam)及系统
Chai et al. Multi-sensor fusion-based indoor single-track semantic map construction and localization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190730