CN117537839A - 一种巡逻机器人导航定位检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巡逻机器人导航定位检测系统，包括探测组件、地标、导航模块、速度检测模块、修正模块和识别模块，所述探测组件用于设在机器人上的双目摄像头、激光雷达，所述双目摄像头和所述激光雷达对行径路线进行跟踪拍摄，并将拍摄的意外事件在跟踪框的中心点作为目标点，分别得到目标点坐标。有益效果：通过探测组件探测机器人的位置，地标作为机器人的初始位置的参考点，生成位置标记和参考点的关系图像，根据关系图像计算位置标记和参考点的偏差值，实现到点位置的精确，不需要人工测量和人工修正，大大提高检测精度，降低检测误差。降低机器人与障碍物发生运动冲突的概率，提高机器人运动的安全性与流畅性。
Description
技术领域
本发明涉及巡逻机器人技术领域，具体来说，涉及一种巡逻机器人导航定位检测系统。
背景技术
随着科技的发展，移动机器人已经在全世界范围内得到了广泛的运用，目前移动机器人能自主导航完成特定任务，在导航过程中，定位是导航的基本环节。
目前移动机器人公司对机器人的导航和定位准确度进行测试验证时，多为测试人员带着真实的机器人到不同的测试环境中进行实地测试，造成机器人资源紧张，同时也消耗了测试人员很多时间，测试效率低且测试成本高，也无法做到自动化记录全过程中的定位导航情况。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种巡逻机器人导航定位检测系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种巡逻机器人导航定位检测系统，包括探测组件、地标、导航模块、速度检测模块、修正模块和识别模块，所述探测组件用于设在机器人上的双目摄像头、激光雷达，所述双目摄像头和所述激光雷达对行径路线进行跟踪拍摄，并将拍摄的意外事件在跟踪框的中心点作为目标点，分别得到目标点坐标；
所述地标与所述机器人间隔设置，所述地标用作所述机器人的初始位置的参考点，接收所述机器人移动到目标站点的定位导航信息，所述目标站点预先放置有地标；
所述导航模块沿规划出的路径运动，所述导航模块与所述地标连接，用于检测所述机器人的所述位置标记与所述参考点的偏差值；
所述速度检测模块根据视觉图像和激光雷达数据，计算所述机器人运动过程中与障碍物的相对速度，从而根据速度冲突检测方法实时所述机器人下一时刻的最优运动速度；
所述识别模块通过图像数据识障碍物，取第一张视觉图像数据，并确定障碍物在地图坐标系下的中心位置坐标，同时与激光数据匹配，提取障碍物中心位置附近的点作为一组障碍物点集。
作为优选的，基于深度学习的方法根据所述导航模块获取地标信息和光标信息，根据所述地标信息和光标信息获取所述机器人的导航定位误差。
作为优选的，所述基于深度学习的方法根据所述地标图像获取地标信息和光标信息包括：使用编码器-解码器的结构预测地标直线和光标直线概率分布的热力图；
对所述热力图进行阈值过滤和类别判断得到地标二值化图像和光标二值化图像。
作为优选的，使用霍夫变换方式对所述地标二值化图像进行直线检测，得到地标信息；
使用霍夫变换方式对所述光标二值化图像进行直线检测，得到光标信息。
作为优选的，所述双目摄像头和所述激光雷达采集到的周边环境后对该信息进行计算处理，实现设备对周边环境态势的感知能力。
作为优选的，所述识别模块接收到所述双目摄像头和所述激光雷达发送的外部视觉数据信息采集信息后对信息进行数据处理，实现设备对车道占用、消防通道占用、车牌信息提取的能力。
作为优选的，惯导依赖于北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略定位卫星和机器人周边的联通基站，以机器人当前位置和卫星、基站所处的位置进行综合计算，给机器人提供基于卫星的绝对定位信息。
作为优选的，所述导航模块通过G通讯模块实现所述机器人与后台的数据通讯、以及与同一局域网下的其他所述机器人进行数据共享、互联互通，并通过图形处理器把每个连接后的所述机器人画面共通。
作为优选的，所述地标内设有圆形的十字坐标，所述地标的长度尺寸为mm，所述地标的宽度尺寸为297mm，所述十字坐标的半径为130mm。
本发明的有益效果为：通过探测组件探测机器人的位置，地标作为机器人的初始位置的参考点，生成位置标记和参考点的关系图像，根据关系图像计算位置标记和参考点的偏差值，实现到点位置的精确，不需要人工测量和人工修正，大大提高检测精度，降低检测误差。本发明的巡逻机器人导航定位检测系统不依赖于实际检测环境，智能化程度高，可应用于不同工作环境中，适合大面积推广使用，使机器人具有较强的环境感知与避障能力，可以根据现场环境实时调整其行进路径与作业方式，提高工作效率与安全性，考虑相对运动速度因素设定安全速度边界，降低机器人与障碍物发生运动冲突的概率，提高机器人运动的安全性与流畅性。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例的一种巡逻机器人导航定位检测系统中机器人的结构示意图。
图2是根据本发明实施例的一种巡逻机器人导航定位检测系统的结构示意图。
图中：
1、探测组件；2、地标；3、导航模块；4、速度检测模块；5、修正模块；6、识别模块；7、双目摄像头；8、激光雷达；9、机器人。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种巡逻机器人导航定位检测系统。
实施例一；
如图1-2所示，根据本发明实施例的巡逻机器人导航定位检测系统，包括探测组件1、地标2、导航模块3、速度检测模块4、修正模块5和识别模块6，所述探测组件1用于设在机器人9上的双目摄像头7、激光雷达8，所述双目摄像头7和所述激光雷达8对行径路线进行跟踪拍摄，并将拍摄的意外事件在跟踪框的中心点作为目标点，分别得到目标点坐标；
所述地标2与所述机器人9间隔设置，所述地标2用作所述机器人9的初始位置的参考点，接收所述机器人9移动到目标站点的定位导航信息，所述目标站点预先放置有地标2；
所述导航模块3沿规划出的路径运动，所述导航模块3与所述地标2连接，用于检测所述机器人9的所述位置标记与所述参考点的偏差值；
所述速度检测模块4根据视觉图像和激光雷达数据，计算所述机器人9运动过程中与障碍物的相对速度，从而根据速度冲突检测方法实时所述机器人9下一时刻的最优运动速度；
所述识别模块6通过图像数据识障碍物，取第一张视觉图像数据，并确定障碍物在地图坐标系下的中心位置坐标，同时与激光数据匹配，提取障碍物中心位置附近的点作为一组障碍物点集。
实施例二；
如图1-2所示，基于深度学习的方法根据所述导航模块3获取地标信息和光标信息，根据所述地标信息和光标信息获取所述机器人9的导航定位误差，所述基于深度学习的方法根据所述地标图像获取地标信息和光标信息包括：使用编码器-解码器的结构预测地标直线和光标直线概率分布的热力图；
对所述热力图进行阈值过滤和类别判断得到地标二值化图像和光标二值化图像。
作为优选的，使用霍夫变换方式对所述地标二值化图像进行直线检测，得到地标信息；
使用霍夫变换方式对所述光标二值化图像进行直线检测，得到光标信息。
实施例三；
如图1-2所示，所述双目摄像头7和所述激光雷达8采集到的周边环境后对该信息进行计算处理，实现设备对周边环境态势的感知能力，所述识别模块6接收到所述双目摄像头7和所述激光雷达8发送的外部视觉数据信息采集信息后对信息进行数据处理，实现设备对车道占用、消防通道占用、车牌信息提取的能力，惯导依赖于北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略定位卫星和机器人周边的联通基站，以机器人当前位置和卫星、基站所处的位置进行综合计算，给机器人提供基于卫星的绝对定位信息。
实施例四；
如图1-2所示，所述导航模块3通过5G通讯模块实现所述机器人9与后台的数据通讯、以及与同一局域网下的其他所述机器人9进行数据共享、互联互通，并通过图形处理器把每个连接后的所述机器人9画面共通，所述地标2内设有圆形的十字坐标，所述地标2的长度尺寸为420mm，所述地标2的宽度尺寸为297mm，所述十字坐标的半径为130mm。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过探测组件探测机器人的位置，地标作为机器人的初始位置的参考点，生成位置标记和参考点的关系图像，根据关系图像计算位置标记和参考点的偏差值，实现到点位置的精确，不需要人工测量和人工修正，大大提高检测精度，降低检测误差。本发明的巡逻机器人导航定位检测系统不依赖于实际检测环境，智能化程度高，可应用于不同工作环境中，适合大面积推广使用，使机器人具有较强的环境感知与避障能力，可以根据现场环境实时调整其行进路径与作业方式，提高工作效率与安全性，考虑相对运动速度因素设定安全速度边界，降低机器人与障碍物发生运动冲突的概率，提高机器人运动的安全性与流畅性。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，包括探测组件(1)、地标(2)、导航模块(3)、速度检测模块(4)、修正模块(5)和识别模块(6)，所述探测组件(1)用于设在机器人(9)上的双目摄像头(7)、激光雷达(8)，所述双目摄像头(7)和所述激光雷达(8)对行径路线进行跟踪拍摄，并将拍摄的意外事件在跟踪框的中心点作为目标点，分别得到目标点坐标；
所述地标(2)与所述机器人(9)间隔设置，所述地标(2)用作所述机器人(9)的初始位置的参考点，接收所述机器人(9)移动到目标站点的定位导航信息，所述目标站点预先放置有地标(2)；
所述导航模块(3)沿规划出的路径运动，所述导航模块(3)与所述地标(2)连接，用于检测所述机器人(9)的所述位置标记与所述参考点的偏差值；
所述速度检测模块(4)根据视觉图像和激光雷达数据，计算所述机器人(9)运动过程中与障碍物的相对速度，从而根据速度冲突检测方法实时所述机器人(9)下一时刻的最优运动速度；
所述识别模块(6)通过图像数据识障碍物，取第一张视觉图像数据，并确定障碍物在地图坐标系下的中心位置坐标，同时与激光数据匹配，提取障碍物中心位置附近的点作为一组障碍物点集。
2.根据权利要求1所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，基于深度学习的方法根据所述导航模块(3)获取地标信息和光标信息，根据所述地标信息和光标信息获取所述机器人(9)的导航定位误差。
3.根据权利要求2所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，所述基于深度学习的方法根据所述地标图像获取地标信息和光标信息包括：使用编码器-解码器的结构预测地标直线和光标直线概率分布的热力图；
对所述热力图进行阈值过滤和类别判断得到地标二值化图像和光标二值化图像。
4.根据权利要求3所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，使用霍夫变换方式对所述地标二值化图像进行直线检测，得到地标信息；
使用霍夫变换方式对所述光标二值化图像进行直线检测，得到光标信息。
5.根据权利要求1所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，所述双目摄像头(7)和所述激光雷达(8)采集到的周边环境后对该信息进行计算处理，实现设备对周边环境态势的感知能力。
6.根据权利要求5所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，所述识别模块(6)接收到所述双目摄像头(7)和所述激光雷达(8)发送的外部视觉数据信息采集信息后对信息进行数据处理，实现设备对车道占用、消防通道占用、车牌信息提取的能力。
7.根据权利要求1所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，惯导依赖于北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略定位卫星和机器人周边的联通基站，以机器人当前位置和卫星、基站所处的位置进行综合计算，给机器人提供基于卫星的绝对定位信息。
8.根据权利要求1所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，所述导航模块(3)通过5G通讯模块实现所述机器人(9)与后台的数据通讯、以及与同一局域网下的其他所述机器人(9)进行数据共享、互联互通，并通过图形处理器把每个连接后的所述机器人(9)画面共通。
9.根据权利要求1所述的一种巡逻机器人导航定位检测系统，其特征在于，所述地标(2)内设有圆形的十字坐标，所述地标(2)的长度尺寸为420mm，所述地标(2)的宽度尺寸为297mm，所述十字坐标的半径为130mm。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117956670A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-04-30 | 有方（合肥）医疗科技有限公司 | 成像控制方法、装置、成像系统及可读存储介质 |
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2023
- 2023-11-20 CN CN202311546633.8A patent/CN117537839A/zh active Pending
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