CN114906534B - 一种带式输送机移动机器人定位方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带式输送机移动机器人定位方法和系统，方法包括以下步骤：建立特征模板，利用特征模板对现场标识进行识别；采集现场图像，根据图像中现场标识的具体方位设定布防区域，定义参照线；当特征模板识别到现场标识经过参照线时计数，并以此计数作为定位信息；将当前定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较，若相同，则输出定位结果；若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，当机器人移动至布防区域所对应实际位置的中心时，确定最终定位信息，输出定位结果。系统包括摄像机、逻辑判断单元、数据处理单元。具有结构简单，算法合理，鲁棒性好的优点，可有效提高系统定位信息识别准确性，适合在野外环境中长期应用。
Description
技术领域
本发明涉及输送机技术领域，具体而言，涉及一种带式输送机移动机器人定位方法和系统。
背景技术
带式输送机被广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业，可以实现物件的组装、检测、调试、包装及运输等功能，输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护的特点，能方便地实行程序化控制和自动化操作。
近年来，随着带式输送机向高带速，高功率，大运量以及长距离的大型化方向发展，对于输送机的实时监控和定时巡检的要求也越来越高。由于带式输送机的安装位置通常处于较为复杂的工作环境内，采用常规的人工巡检方式存在较大的安全隐患，恶劣的工作环境将对人身安全造成一定威胁；同时采用人工巡检方式，人为主观因素较多，通常会造成错误判断或者较大的误差；并且由于人工成本的不断提高，人工巡检逐渐被自动化机器巡检所代替。对于自动化机器巡检来说，定位方法的可靠性和准确度十分重要；现有技术中，通常采用数字匹配，二维码识别，步进累加等方式进行定位，然而，目前的定位方法都存在一定的问题，如数据运算量巨大，容易受噪声干扰影响而引起误识别，易受恶劣环境条件影响，使用寿命较短，误差较大，识别不够精准。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在数据运算量巨大，容易受噪声干扰影响而引起误识别，易受恶劣环境条件影响，使用寿命较短，误差较大，识别不够精准的技术问题之一。
为此，本发明第一方面提供了一种带式输送机移动机器人定位方法。
本发明第二方面提供了一种带式输送机移动机器人定位系统。
本发明提供了一种带式输送机移动机器人定位方法，包括以下步骤：
S1、根据现场标识的图像特征建立特征模板，利用特征模板对现场标识进行识别；
S2、采集现场图像，根据图像中现场标识的具体方位设定布防区域，并在布防区域内定义若干条参照线；
S3、判断机器人相对参照线的移动方向，当特征模板识别到现场标识经过参照线时计数，并以此计数作为定位信息；
S4、同步利用步进累加方式对机器人进行定位，将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较，若相同，则输出定位结果；若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，当机器人移动至布防区域所对应实际位置的中心时，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果。
根据本发明上述技术方案的一种带式输送机移动机器人定位方法，还可以具有以下附加技术特征：
在上述技术方案中，步骤S4包括以下步骤：
S41、将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较；
S42、若相同，则输出定位结果；
S43、若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，记录机器人的移动距离，当机器人的移动距离达到目标距离时，认定机器人移动至布防区域所对应实际位置的中心；
S44、机器人的移动距离达到目标距离后拍摄照片，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果。
在上述技术方案中，S4中经过下一条参照线后，记录电机运行时间，根据机器人的移动速度计算机器人的移动距离。
在上述技术方案中，机器人的移动距离的计算方法为：
S＝V*T；
其中，V表示机器人的运行速度；T表示经过下一条参照线后至达到目标距离电机运行的时间。
在上述技术方案中，所述目标距离为每条参照线所对应实际位置到摄像机的距离的平均值，目标距离的计算方法为：
其中，n表示参照线的数量；Xn表示第n条参照线所对应实际位置到摄像机的距离。
在上述任一技术方案中，所述布防区域内设有若干对参照线，每对参照线对称设置在布防区域中心线的两侧。
在上述任一技术方案中，S3中规定一个方向为机器人移动的正方向，当按照正方向移动时，每经过一个现场标识定位信息依次加一；当按照与正方向相反的方向移动时，每经过一个现场标识定位信息依次减一。
在上述任一技术方案中，所述特征模板包括现场标识的若干组或若干个像素点。
本发明还提供了一种带式输送机移动机器人定位系统。
本发明提供的一种带式输送机移动机器人定位系统，包括摄像机、逻辑判断单元、数据处理单元，所述摄像机与数据处理单元相连；所述数据处理单元与逻辑判断单元相连；
采用上述技术方案中任一项所述的一种带式输送机移动机器人定位方法对机器人进行定位。
综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：
提供了一种带式输送机移动机器人定位方法和系统，结构简单，算法合理，鲁棒性好，可有效提高系统定位信息识别准确性，适合在野外环境中长期应用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的一种带式输送机移动机器人定位方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的一种带式输送机移动机器人定位方法的程序框图；
图3是本发明一个实施例的一种带式输送机移动机器人定位方法的原理图。
其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1、现场标识；2、布防区域；3、摄像机。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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，本发明还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图3来描述根据本发明一些实施例提供的一种带式输送机移动机器人定位方法和系统。
本申请的一些实施例提供了一种带式输送机移动机器人定位方法。
如图1至图3所示，本发明第一个实施例提出了一种带式输送机移动机器人定位方法，包括以下步骤：
S1、根据现场标识的图像特征建立特征模板，利用特征模板对现场标识1进行识别；
所述特征模板包括现场标识1的若干组或若干个像素点。
S2、利用摄像机3采集现场图像，根据图像中现场标识1的具体方位设定布防区域2，并在布防区域2内定义若干条参照线；
所述布防区域内设有若干对参照线，每对参照线对称设置在布防区域2中心线的两侧。
S3、判断机器人相对参照线的移动方向，当特征模板识别到现场标识1经过参照线时计数，并以此计数作为定位信息；
S3中规定一个方向为机器人移动的正方向，当按照正方向移动时，每经过一个现场标识1定位信息依次加一；当按照与正方向相反的方向移动时，每经过一个现场标识1定位信息依次减一。
S4、同步利用步进累加方式对机器人进行定位，将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较，若相同，则输出定位结果；若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，当机器人移动至布防区域2所对应实际位置的中心时，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果。
步骤S4包括以下步骤：
S41、将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较；
S42、若相同，则输出定位结果；
S43、若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，记录机器人的移动距离，当机器人的移动距离达到目标距离时，认定机器人移动至布防区域2所对应实际位置的中心；
S44、机器人的移动距离达到目标距离后拍摄照片，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果。
S4中经过下一条参照线后，记录电机运行时间，根据机器人的移动速度计算机器人的移动距离。
机器人的移动距离的计算方法为：
S＝V*T；
其中，V表示机器人的运行速度；T表示经过下一条参照线后至达到目标距离电机运行的时间。
所述目标距离为每条参照线所对应实际位置到摄像机的距离的平均值，目标距离的计算方法为：
其中，n表示参照线的数量；Xn表示第n条参照线所对应实际位置到摄像机的距离。
本发明第二个实施例提出了一种带式输送机移动机器人定位方法，且在第一个实施例的基础上，如图1至图3所示，定义三组特征模板用于对现场标识1进行识别；通过摄像机3采集现场图像；根据图像中现场标识1的位置设定布防区域2，即将现场标识1所位于图像的部分区域设定为布防区域2，在布防区域2内设置两组参照线，其中A组参照线包括A1和A2，A1和A2相对于布防区域2中心线对称设置；B组参照线包括B1和B2，B1和B2相对于布防区域2中心线对称设置；当机器人从左向右移动时，采用预先定义的特征模板对现场标识1进行识别判断，当现场标识1经过A1进入布防区域2，此时开始计数，并以此计数作为定位信息；此定位信息与通过步进累加方式确定的定位信息进行比较，若定位信息相同，则输出结果进行显示；若定位信息不同，则以经过参照线B1时为始点，记录电机运行时间，通过公式S＝V*T计算机器人移动的距离，当移动距离达到四条参照线所对应实际位置与摄像机之间距离的算数平均值时，拍照通过图像识别确定最终定位信息，输出结果进行显示。
本发明第三个实施例提出了一种带式输送机移动机器人定位方法，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，定义三组特征模板用于对现场标识1进行识别；通过摄像机3采集现场图像；根据图像中现场标识1的位置设定布防区域2，即将现场标识所位于图像的部分区域设定为布防区域2，在布防区域内设置两组参照线，其中A组参照线包括A1和A2，A1和A2相对于布防区域2中心线对称设置；B组参照线包括B1和B2，B1和B2相对于布防区域2中心线对称设置；当机器人从右向左移动时，采用预先定义的特征模板对现场标识1进行识别判断，当现场标识经过A2进入布防区域2，此时开始计数，并以此计数作为定位信息；此定位信息与通过步进累加方式确定的定位信息进行比较，若定位信息相同，则输出结果进行显示；若定位信息不同，则以经过参照线B2时为始点，记录电机运行时间，通过公式S＝V*T计算机器人移动的距离，当移动距离达到四条参照线所对应实际位置与摄像机3之间距离的算数平均值时，拍照通过图像识别确定最终定位信息，输出结果进行显示。
本发明第四个实施例提出了一种带式输送机移动机器人定位系统，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，包括摄像机、逻辑判断单元、数据处理单元，所述摄像机与数据处理单元相连；所述数据处理单元与逻辑判断单元相连；
采用上述实施例中任一项所述的一种带式输送机移动机器人定位方法对机器人进行定位。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据现场标识的图像特征建立特征模板，利用特征模板对现场标识进行识别；
S2、采集现场图像，根据图像中现场标识的具体方位设定布防区域，并在布防区域内定义若干条参照线；
S3、判断机器人相对参照线的移动方向，当特征模板识别到现场标识经过参照线时计数，并以此计数作为定位信息；其中，规定一个方向为机器人移动的正方向，当按照正方向移动时，每经过一个现场标识定位信息依次加一；当按照与正方向相反的方向移动时，每经过一个现场标识定位信息依次减一；
S4、同步利用步进累加方式对机器人进行定位，将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较，若相同，则输出定位结果；若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，当机器人移动至布防区域所对应实际位置的中心时，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果；
步骤S4包括以下步骤：
S41、将S3中的定位信息与采用步进累加方式确定的定位信息进行比较；
S42、若相同，则输出定位结果；
S43、若不同，则以经过下一条参照线的位置作为始点，记录机器人的移动距离，当机器人的移动距离达到目标距离时，认定机器人移动至布防区域所对应实际位置的中心；
S44、机器人的移动距离达到目标距离后拍摄照片，通过图像识别确定最终定位信息，输出定位结果。
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，S4中经过下一条参照线后，记录电机运行时间，根据机器人的移动速度计算机器人的移动距离。
3.根据权利要求2所述的一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，机器人的移动距离的计算方法为：
S＝V*T；
其中，V表示机器人的运行速度；T表示经过下一条参照线后至达到目标距离电机运行的时间。
4.根据权利要求3所述的一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，所述目标距离为每条参照线所对应实际位置到摄像机的距离的平均值，目标距离的计算方法为：
其中，n表示参照线的数量；Xn表示第n条参照线所对应实际位置到摄像机的距离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，所述布防区域内设有若干对参照线，每对参照线对称设置在布防区域中心线的两侧。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种带式输送机移动机器人定位方法，其特征在于，所述特征模板包括现场标识的若干组或若干个像素点。
7.一种带式输送机移动机器人定位系统，其特征在于，包括摄像机、逻辑判断单元、数据处理单元，所述摄像机与数据处理单元相连；所述数据处理单元与逻辑判断单元相连；
采用权利要求1至6中任一项所述的一种带式输送机移动机器人定位方法对机器人进行定位。
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