室内机器人定位导航系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种室内机器人定位导航系统及方法，采用文字或/和字母作为定位标志，采用具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备进行识别处理，该智能微处理设备可选用现有大量成熟含有文字识别软件的设备，其识别速度，能满足室内定位导航速度要求，其手写草字体识别能力，即容错性也能满足实际应用环境的要求。文字或/和字母图案作定位标志的多样性大大提高了辨识率和布设标志的多样性，可以设置成与背景相融合的艺术效果。因此，本发明能极大提高定位实施的便捷、可靠性，降低实施成本。
【专利说明】
室内机器人定位导航系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及室内机器人技术领域，特别是涉及一种室内机器人定位导航系统及方法。
【背景技术】
[0002]室内移动机器人定位导航技术是室内移动机器人领域的一个重点研究热点。定位导航的目的在于使移动机器人在无人干预的条件下使其沿规划的任意路径移动并完成指定的任务。目前，在预设标志做导航的方案中，为了减少数据处理量，往往标志图案呆板不能和用户装饰融合，有的标志布置要求高，造成实施成本较高。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提出一种室内机器人定位导航系统及方法，能够极大提高定位实施的便捷性、可靠性，降低实施成本。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]—种室内机器人定位导航系统，室内机器人上安装有红外光源设备、图像输入设备和具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备;所述红外光源设备能够发出红外光照射在环境中作为定位标志的文字或/和字母图案上，所述图像输入设备能够采集该文字或/和字母图案反射的红外光，并将采集到的图像传送给所述智能微处理设备，所述智能微处理设备能够通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识别，并能够通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。
[0006]进一步的，所述图像输入设备包括图像传感器和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片。
[0007]—种室内机器人定位导航方法，在室内机器人上安装红外光源设备、图像输入设备和具有文字识别功能的智能微处理设备，所述图像输入设备连接到所述智能微处理设备;在环境中按需要预设用于导航定位的标志点，布设具有反射红外光性能的文字或/和字母图案作为定位标志;在机器人上行走到标志点时，在红外光源设备发出的红外光照射下，布设的文字或/和字母图案反射出红外光;红外光经图像输入设备采集后传送到智能微处理设备，智能微处理设备通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识另Ij，且智能微处理设备通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。
[0008]进一步的，所述图像输入设备包括图像传感器和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片。
[0009]进一步的，程序软件处理的方法为:
[0010]a)、采集图像模块;b)判断图像模块中是否有文字或/和字母图案;c)识别图像模块的文字或/和字母;d)判断识别的文字或/和字母是否为预设库中设计定义的文字或/和字母;e)计算定位标志到图像传感器的距离和角度;f)按设计的文字或/和字母定义发出控制指令。
[0011 ]进一步的，位置计算的方法为:
[00?2 ]当图像传感器采集并成功识别到三个定位标志时，记作A、B、C，三个定位标志是预设的，其相互间的距离是已知的，比如，将A、B两个定位标志的距离设为D，图像传感器上对应成像的距离设为d，图像传感器焦距设为f，A、B两个定位标志到图像传感器的距离设为h，则有h = D*(f/d);同理，可得B、C及A、C定位标志到图像传感器的距离。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]本发明提供一种室内机器人定位导航系统及方法，采用文字或/和字母作为定位标志，采用具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备进行识别处理，该智能微处理设备可选用现有大量成熟含有文字识别软件的设备，其识别速度，能满足室内定位导航速度要求，其手写草字体识别能力，即容错性也能满足实际应用环境的要求。文字或/和字母图案作定位标志的多样性大大提高了辨识率和布设标志的多样性，可以设置成与背景相融合的艺术效果。因此，本发明能极大提高定位实施的便捷、可靠性，降低实施成本。
【附图说明】
[0015]图1为本发明系统设备连接关系图；
[0016]图2为本发明程序软件处理流程图；
[0017]结合附图，作以下说明:
[0018]1-采集图像模块，2-判断图像模块中是否有文字或/和字母图案，3-识别图像模块的文字或/和字母，4-判断识别的文字或/和字母是否为预设库中设计定义的文字或/和字母，5-计算定位标志到图像传感器的距离和角度6-按设计的文字或/和字母定义发出控制指令，7-滤光片，8-图像传感器，9-智能微处理设备，I O-红外光源设备。
【具体实施方式】
[0019]为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
[0020]如图1所示，一种室内机器人定位导航系统，室内机器人上安装有红外光源设备10、图像输入设备和具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备9;图像输入设备包括图像传感器8和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片7;所述红外光源设备能够发出红外光照射在环境中作为定位标志的文字或/和字母图案上，所述图像输入设备能够采集该文字或/和字母图案反射的红外光，并将采集到的图像传送给所述智能微处理设备，所述智能微处理设备能够通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识别，并能够通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。这样，采用文字或/和字母作为定位标志，采用具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备进行识别处理，该智能微处理设备可选用现有大量成熟含有文字识别软件的设备，其识别速度，能满足室内定位导航速度要求，其手写草字体识别能力，即容错性也能满足实际应用环境的要求。文字或/和字母图案作定位标志的多样性大大提高了辨识率和布设标志的多样性，可以设置成与背景相融合的艺术效果。因此，本发明能极大提高定位实施的便捷、可靠性，降低实施成本。具体实施时，智能微处理设备可采用现有大量成熟含有文字或/和字母识别软件的设备。图像输入设备可采用目前大量应用的商品化的(如CCD、CMOS)图像传感器和仅透红外线的滤光片。滤光片作用是去除可见光在图像传感器上的干扰。红外光源设备可采用激光红外光源。
[0021]如图1和图2所示，一种室内机器人定位导航方法，在室内机器人上安装红外光源设备10、图像输入设备和具有文字识别功能的智能微处理设备9，所述图像输入设备连接到所述智能微处理设备，图像输入设备包括图像传感器8和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片7。在环境中按需要预设用于导航定位的标志点，布设具有反射红外光性能的文字或/和字母图案作为定位标志;在机器人上行走到标志点时，在红外光源设备发出的红外光照射下，布设的文字或/和字母图案反射出红外光;红外光经图像输入设备采集后传送到智能微处理设备，智能微处理设备通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识别，且智能微处理设备通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。机器人如何控制室内机器人的行走系统完成指定路线的行走为现有技术，在此不再赘述。
[0022]其中，程序软件处理的方法为:a)、采集图像模块I;b)判断图像模块中是否有文字或/和字母图案2;c)识别图像模块的文字或/和字母3;d)判断识别的文字或/和字母是否为预设库中设计定义的文字或/和字母4;e)计算定位标志到图像传感器的距离和角度5;f)按设计的文字或/和字母定义发出控制指令6。
[0023]位置计算的方法为:当图像传感器采集并成功识别到三个定位标志时，记作A、B、C，三个定位标志是预设的，其相互间的距离是已知的，比如，将A、B两个定位标志的距离设为D，图像传感器上对应成像的距离设为d，图像传感器焦距设为f，A、B两个定位标志到图像传感器的距离设为h，则有h = D*(f/d);同理，可得B、C及A、C定位标志到图像传感器的距离。定位标志数可根据图像传感器成像密度和需要控制的精度估算，这方面有大量公开的书籍和资料，不做阐述。
[0024]以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种室内机器人定位导航系统，其特征在于:室内机器人上安装有红外光源设备(10)、图像输入设备和具有文字或/和字母识别功能的智能微处理设备(9);所述红外光源设备能够发出红外光照射在环境中作为定位标志的文字或/和字母图案上，所述图像输入设备能够采集该文字或/和字母图案反射的红外光，并将采集到的图像传送给所述智能微处理设备，所述智能微处理设备能够通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识别，并能够通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。2.根据权利要求1所述的室内机器人定位导航系统，其特征在于:所述图像输入设备包括图像传感器(8)和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片(7)。3.—种室内机器人定位导航方法，其特征在于:在室内机器人上安装红外光源设备(10)、图像输入设备和具有文字识别功能的智能微处理设备(9)，所述图像输入设备连接到所述智能微处理设备;在环境中按需要预设用于导航定位的标志点，布设具有反射红外光性能的文字或/和字母图案作为定位标志;室内机器人上行走到标志点时，在红外光源设备发出的红外光照射下，布设的文字或/和字母图案反射出红外光;红外光经图像输入设备采集后传送到智能微处理设备，智能微处理设备通过文字或/和字母识别软件对该图像中的文字或/和字母进行识别，且智能微处理设备通过程序软件处理识别后的文字或/和字母，按照文字或/和字母设计的定义，执行位置计算、向室内机器人的行走系统发出控制命令。4.根据权利要求3所述的室内机器人定位导航方法，其特征在于:所述图像输入设备包括图像传感器(8)和用于仅透红外线进入该图像传感器的滤光片(7)。5.根据权利要求4所述的室内机器人定位导航方法，其特征在于:程序软件处理的方法为: a)、采集图像模块(I) ;b)判断图像模块中是否有文字或/和字母图案(2) ;c)识别图像模块的文字或/和字母(3) ;d)判断识别的文字或/和字母是否为预设库中设计定义的文字或/和字母(4) ;e)计算定位标志到图像传感器的距离和角度(5) ;f)按设计的文字或/和字母定义发出控制指令(6)。6.根据权利要求5所述的室内机器人定位导航方法，其特征在于:位置计算的方法为: 当图像传感器采集并成功识别到三个定位标志时，记作A、B、C，三个定位标志是预设的，其相互间的距离是已知的，比如，将A、B两个定位标志的距离设为D，图像传感器上对应成像的距离设为d，图像传感器焦距设为f，A、B两个定位标志到图像传感器的距离设为h，则有h = D*(f/d);同理，可得B、C及A、C定位标志到图像传感器的距离。
【文档编号】G01C21/00GK105973226SQ201610446428
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】余程, 宋育刚
【申请人】昆山穿山甲机器人有限公司