一种机器人位置的标记方法及系统与流程

本发明设计涉及一种机器人视觉定位，具体涉及移动机器人利用视觉信息的位置标记方法。

背景技术：

移动机器人具有移动灵活，可精确定位以及能进行连续工作的特点，已成为企业迎宾，政府服务，居家安防的最佳工具。由于机器人在刚启动状态下，对自身的位置是未知的，因此通过在建图过程中利用视觉信息进行位置标记后，通过当前位置采集的视觉图像与保存的视觉信息进行比较，搜索具有相同特征点的视觉信息，得到当前地点的位置信息。机器人在移动过程中根据里程计数据和传感器数据进行自身位置获取，但由于当前机器人并没有利用视觉进行当前位置标记的功能，因此对机器人位置标记技术存在不足之处。

技术实现要素：

为解决现有技术中移动机器人在刚启动状态下存在当前位置未知的问题，本发明特提出一种机器人视觉位置标签定位的方法及系统。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：设置雷达、摄像头、处理器，机器人通过使用雷达建图，同时使用摄像头拍摄当前位置图像，在图像上标记当前机器人所处的位置信息，实现机器人位置定位，以确保机器人在断电重启后能准确知道自己的位置。

一种机器人位置的标记系统，包括工控机、雷达、摄像头、运动控制平台；

所述雷达、摄像头都通过数据接口与工控机连接，实现工控机与摄像头、雷达的数据交互；

所述工控机包括处理器，工控机通过处理器将数据处理，将处理后的数据传输给运动控制平台。

所述工控机还包括显示模块，将处理后的数据输出显示在显示器上，

所述运动控制平台包括电机驱动模块、电源模块、差动轮；电源模块与差动轮、电机驱动模块连接，电机驱动模块通过数据接口与工控机连接。

所述工控机还设有存储模块、无线wifi模块、时钟模块、电源模块、无线鼠标、数据接口；存储模块、无线wifi模块、时钟模块、电源模块、无线鼠标、数据接口均与处理器连接。

所述数据接口至少包括6个接口。

本发明的一种机器人位置的标记方法，具体包括以下步骤：

步骤1.开启激光雷达构建环境地图，并开启摄像头拍摄图像；

步骤2.控制移动机器人运动，并且运动过程中进行建图与采集视觉信息，通过订阅激光建图节点获取位置；

步骤3.机器人运动控制采用键盘进行运动方向以及速度控制；

步骤4.判断建图是否完成，如果建图未完成，则继续进行建图以及位置标记；如果建图完成则进行下一步；

步骤5.建图完成后，保存创建的环境地图，并保存在建图过程中的视觉信息以及位置信息；

步骤6.利用图像特征提取算法提取出拍摄的全部图像的视觉信息，并保存所有的视觉特征信息到文件中；

步骤7.加载环境地图，并加载视觉特征信息文件；

步骤8.在任意位置拍摄视觉图片，利用图像特征点匹配算法，得到当前地点的位置信息。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1、利用基于图像特征点提取的方法可以提取出机器人运动过程中保存的图像特征信息；

2、利用视觉位置标记的方法可以使机器人避免借助外部设备就能得到当前地点的位置信息；

3、利用工控机作为开发平台，硬件资源丰富，既能满足开发需要，又能降低机器人的开成本；

4、采用工控机作为开发平台，功耗低，数据处理能力强，能满足图像特征提取和建图的数据处理要求。

5、机器人在运动时，通过当前位置采集的视觉图像与保存的视觉信息进行比较，搜索具有相同特征点的视觉信息，得到当前运动位置的位置信息。

附图说明

图1为移动机器人位置标记方法的结构示意图；

图2为移动机器人位置标记方法的流程示意图；

图3为移动机器人位置标记方法的系统模块图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

一种移动机器人位置的标记方法，如图1所示，包括工控机、激光雷达、摄像头、运动控制平台；

工控机控制整个系统的运行，工控机包括中心处理器、电源模块、时钟模块、无线wifi、无线键鼠、显示模块、存储模块、数据接口。

摄像头、雷达均通过数据接口与工控机中心处理器连接，实现工控机与摄像头、雷达的数据交互。

运动控制平台用于控制小车的运动控制，差动轮和电源模块与电机驱动模块相连，运动控制平台通过usb接口与工控机中心处理器进行数据交互。

机器人位置的标记方法，通过机器人利用雷达建图的同时通过摄像头拍摄当前位置的图像，并在图像上标记当前机器人所处的位置信息，以确保机器人在断电重启后能准确知道自己的位置。具体步骤如下：

步骤1.开启雷达构建环境地图，并开启摄像头拍摄图像；

步骤2.控制移动机器人运动，并且运动过程中进行建图与采集视觉信息，通过订阅激光建图节点获取位置，并对采集的视觉图像进行标记；

步骤3.机器人运动控制采用键盘进行运动方向以及速度控制；

步骤4.创建环境地图采用占用栅格方法，在栅格地图中，每一个栅格仅有三个状态：占用、空闲和未知。该三种状态仅需对的范围进行判断即可。其中为地图分为有限个栅格中的其中一个栅格，为激光在时刻的观测数据，是机器人在的位姿；

步骤5.建图完成后，保存创建的环境地图，并保存视觉信息以及位置信息；

步骤6.利用图像特征提取算法提取出拍摄的全部图像的视觉信息，并保存所有的视觉特征信息到文件中；

步骤7.加载步骤5保存的环境地图，并加载视觉特征信息文件；

步骤8.在任意位置拍摄视觉图片，利用图像特征点匹配算法，得到当前地点的位置信息。

机器人位置的标记方法，包括建图模块、位置标记模块、视觉模块、视觉保存模块、运动控制模块、位置保存模块。