CN114598816A - 一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法 - Google Patents

一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法 Download PDF

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邹婉欣
粟玉雄
张义杰
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Shenzhen Qiancheng Robot Co ltd
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Shenzhen Qiancheng Robot Co ltd
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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Abstract

本发明提供一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法，包括步骤S1；S1:计算云台拍摄目标物的位姿参数；在S1中，具体包括以下步骤：S11：获取目标物与云台在地图的定位坐标，分别为T，P以及云台相对地图坐标的实时偏转角α；S12：获取云台旋转轴单位向量v1：
Figure DDA0003532497740000011
S13：计算目标物与云台坐标的空间向量v2：
Figure DDA0003532497740000012
S14：采用
Figure DDA0003532497740000013
和θ＝arccos(cosθ)计算得出目标物与云台的空间偏转夹角θ；S15：分别以xoy和yoz为投影面，目标物与云台的空间偏转夹角θ分解得到目标物与云台的水平夹角θh和垂直夹角θv，计算向量外积得到旋转角度的方向，从而得到云台坐标相对目标物坐标的顺时针旋转角为‑θh，‑θv，逆时针旋转角为θh，θv，计算云台实际水平偏转角

Description

一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法
技术领域
本发明涉及一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法。
背景技术
巡检机器人在自主执行拍摄目标物过程中，需要调整云台调节位姿，而现有技术中，由于机器人的定位误差以及云台调节位姿的运动误差，导致机器人拍摄的图片与预期不一致，通常会出现拍不到或拍不全目标物的情况，影响最终的巡检质量。
发明内容
针对“由于机器人的定位误差以及云台调节位姿的运动误差，导致机器人拍摄的图片与预期不一致，通常会出现拍不到或拍不全目标物的情况，影响最终的巡检质量的缺陷”，本发明提供了一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法，是通过如下方案实现的。
一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法，包括步骤S1；
S1:计算云台拍摄目标物的位姿参数；
在S1中，具体包括以下步骤：
S11：获取目标物与云台在地图的定位坐标，分别为T，P以及云台相对地图坐标的实时偏转角α；
S12：获取云台旋转轴单位向量v1：
Figure BDA0003532497730000021
S13：计算目标物与云台坐标的空间向量v2：
Figure BDA0003532497730000022
S14：采用
Figure BDA0003532497730000023
和θ＝arccos(cosθ)计算得出目标物与云台的空间偏转夹角θ；
S15：分别以xoy和yoz为投影面，目标物与云台的空间偏转夹角θ分解得到目标物与云台的水平夹角θh和垂直夹角θv，计算向量外积得到旋转角度的方向，从而得到云台坐标相对目标物坐标的顺时针旋转角为-θh，-θv，逆时针旋转角为θh，θv，计算云台实际水平偏转角
Figure BDA0003532497730000024
本发明的有益效果在于：本发明所提方法结合空间定位坐标，调节拍摄目标物的位姿参数，相比与现有技术中单纯模板匹配校准云台位姿参数而言，鲁棒性更高,利用本发明方法得到的位姿参数对云台进行调节对准目标物进行拍摄，可以避免云台调节位姿的运动误差，提高最终的巡检质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述，所述的实施例仅为本发明一部分的实施例，这些实施例仅用于解释本发明，对本发明的范围并不构成任何限制。
本发明提供一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法，包括步骤S1；
S1:计算云台拍摄目标物的位姿参数：
在S1中，具体包括以下步骤：
S11：获取目标物与云台在地图的定位坐标，分别为T，P以及云台相对地图坐标的实时偏转角α；
S12：根据云台的实时偏转角α，得到云台旋转轴的单位向量v1：
Figure BDA0003532497730000031
目的是确定最小旋转角度；
S13：计算目标物与云台坐标的空间向量v2：
Figure BDA0003532497730000032
S14：采用
Figure BDA0003532497730000033
和θ＝arccos(cosθ)计算得出目标物与云台的空间偏转夹角θ；
S15：为了得到云台水平和垂直两个维度的位姿参数，分别以xoy和yoz为投影面，目标物与云台的空间偏转夹角θ分解得到目标物与云台的水平夹角θh和垂直夹角θv，计算向量外积得到旋转角度的方向，从而得到云台坐标相对目标物坐标的顺时针旋转角为-θh，-θv，逆时针旋转角为θh，θv。为了使旋转抵消云台自身的水平偏转角，计算云台实际水平偏转角为
Figure BDA0003532497730000034
最后根据云台的规格参数，从旋转角转换得到云台的位姿参数，就可以调节云台对准目标物。
本发明所提方法结合空间定位坐标，调节拍摄目标物的位姿参数，相比与现有技术中单纯模板匹配校准云台位姿参数而言，鲁棒性更高,利用本发明方法得到的位姿参数对云台进行调节对准目标物进行拍摄，可以避免机器人的定位误差以及云台调节位姿的运动误差，提高最终的巡检质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种用于巡检机器人采集目标物图像的方法，其特征在于：包括步骤S1；
S1:计算云台拍摄目标物的位姿参数；
在S1中，具体包括以下步骤：
S11：获取目标物与云台在地图的定位坐标，分别为T，P以及云台相对地图坐标的实时偏转角α；
S12：获取云台旋转轴单位向量v1：
Figure FDA0003532497720000011
S13：计算目标物与云台坐标的空间向量v2：
Figure FDA0003532497720000012
S14：采用
Figure FDA0003532497720000013
和θ＝arccos(cosθ)计算得出目标物与云台的空间偏转夹角θ；
S15：分别以xoy和yoz为投影面，目标物与云台的空间偏转夹角θ分解得到目标物与云台的水平夹角θh和垂直夹角θv，计算向量外积得到旋转角度的方向，从而得到云台坐标相对目标物坐标的顺时针旋转角为-θh，-θv，逆时针旋转角为θh，θv，计算云台实际水平偏转角
Figure FDA0003532497720000014
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105652872A (zh) * 2016-02-26 2016-06-08 郑州金惠计算机系统工程有限公司 变电站激光导航巡检机器人智能云台自动跟踪定位方法
CN108803683A (zh) * 2018-05-18 2018-11-13 南京邮电大学 基于ZigBee无线传感网络的多摄像头追踪拍摄系统和方法
CN109940603A (zh) * 2019-01-21 2019-06-28 浙江大学滨海产业技术研究院 一种巡检机器人的到点误差补偿控制方法

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