一种机器人自主行走的方法_3

文档序号:9396355阅读:来源:国知局
所在位置的图像GA并对图像GA进行处理得到匹配数据FA(R),R = I, 2,…,N,N是图像GA中匹配数据的数量;系统用所述的FS(i,R(i))和FA逐一进行图像匹配,i = 1,2,…,100,从图像GS⑴中找到与图像GA对应图像GS⑷,对应图像的读取位置即为起点d = 5,d是采集点的编号;图像匹配是用SIFT算法进行匹配处理;
[0078]C4.形成导航数据:系统根据所述的初始点d和所述的设定行走路线,形成自主行走的路线为从初始点d到标注点S,再从标注点s到标注点e ;并对应该路线生成自主行走的导航采集点,这些采集点的编号依次为d,d+1, d+2,…,js, js+1,…,je,共J个采集点;其中:js是标注点s的米集点编号,je是标注点e的米集点编号;本例中,形成自主行走的路线为从采集点5到标注点1,再从标注点I到标注点2 ;并对应该路线生成自主行走的导航采集点,这些采集点的编号依次为5,6,…,20,21,…56共52个采集点;其中:j I = 20是标注点I的采集点编号,J2 = 56是标注点2的采集点编号;
[0079]C5.赋采集点编号j初值:系统赋采集点编号初值j = d ;本例中,j = d = 5 ;
[0080]C6.初始点位置判断:如果初始点d是标注点S,转步骤C12 ;否则转步骤C7 ;本例中,d = 5乒j I = 20,所以转步骤C7 ;
[0081]C7.自主行走:系统根据所述的米集点j导航?目息和米集点j+Ι导航?目息控制机器人从采集点j自主向采集点j+Ι行走;本例中,系统依次根据采集点5导航信息和采集点6导航信息控制机器人从采集点5自主向采集点6行走,根据采集点6导航信息和采集点7导航?目息控制机器人从米集点6自主向米集点7行走,…;
[0082]C8.图像匹配:图像匹配的步骤如下:
[0083]C81.读取图像:系统读取机器人所在位置的图像GA ;
[0084]C82.得到匹配数据:系统对图像GA进行处理得到匹配数据FA(R),R = I, 2,…,N,N是图像GA中匹配数据的数量;
[0085]C83.图像匹配:系统用匹配数据FA(R)与匹配数据FS(j+1,R(j+1))进行图像匹配处理;本例中,图像匹配是用SIFT算法进行匹配处理;
[0086]C9.调节行走:系统根据所述的图像匹配的结果,如果发现机器人行走中向右偏离行走路线,系统调节机器人按行走方向左转行走;如果发现机器人行走中向左偏离行走路线,系统调节机器人按行走方向右转行走;行走方向是指行走方向向前,或行走方向向后;本例中,系统根据FA(R)与FS(j+l,R(j+l))图像匹配处理得到两幅匹配图像的相同物体轮廓角点的相对位置,如果发现机器人向前行走中向右(或向左)偏离行走路线,系统调节机器人向前左转(或右转)行走;
[0087]C10.避障处理:在机器人行走中,系统发现障碍物,系统控制机器人停止行走并提示有障碍物,或系统控制机器人绕行障碍物;其中,发现障碍物是指系统通过测量机器人与物体之间距离的方法发现障碍物,或者系统用图像匹配发现障碍物;系统用图像匹配发现障碍物是指系统读取机器人所在位置的图像GA,系统用图像GA与图像GS(n)进行图像匹配处理,根据图像匹配的结果发现障碍物,η是采集点编号,D+j彡η彡j,D彡0,j是采集点的编号;本例中,系统用图像匹配发现障碍物;系统控制机器人绕行障碍物的步骤如下:
[0088]C101.从一边绕行障碍物:系统控制机器人从障碍物的一边绕行,绕行中生成绕行信息;如果机器人绕行成功,转步骤C105 ;否则,转步骤C102 ;其中:绕行信息是指机器人绕行中系统生成的采集点数量T和采集点t的导航信息,t = 1,2,…T ;采集点t导航信息是米集点编号t、M(t, ff (t))、GS (t)与FS (t, R(t));绕行米集点t导航彳目息是系统在绕行起点生成的导航信息,或到达行走距离生成的导航信息,或系统控制机器人绕行改变机器人行走模式时生成的导航信息,或系统在绕行终点生成的导航信息;本例中,系统控制机器人从障碍物的左边进行绕行;绕行信息是指机器人绕行行走中系统生成的采集点数量4和采集点I的导航信息:采集点编号1、M(l, O)为向前直线行走、GS⑴与FS(1,R(I));采集点2的导航信息:采集点编号2、M(2,90。)为向前左转90度行走、GS(2)与FS(2,R⑵);采集点3的导航信息:采集点编号3、M(3,O)为向前直线行走、GS(3)与FS(3,R⑶);采集点4的导航信息:采集点编号4、M(4,O)为向前直线行走、GS(4)与FS(4,R⑷);机器人从障碍物的左边绕行未成功,转步骤C102 ;
[0089]C102.退行回到绕行起点:系统根据所述的绕行信息生成退行信息;系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点;其中:退行信息是所述的采集点数量T和退行米集点t的导航彳目息,t = 1,2,...T ;退行米集点t的导航彳目息是退行米集点编号t、Mb(t,W(t))、GSb(t)与FSb(t,R(t)),Mb(t)是机器人从退行采集点t+Ι向退行采集点t行走的行走模式;系统根据所述的绕行信息生成退行信息是指系统设置GSb (t) = GS (t)、FSb (t, R(t)) = FS (t, R(t))、Mb(t, ff(t))取 M(t, W(t))相反的行走模式,t = 1,2,…,T ;向前直线行走与向后直线行走互为相反行走模式,向前左转行走与向后右转行走互为相反行走模式,向前右转行走与向后左转行走互为相反行走模式;系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点是指系统根据所述的退行采集点t+Ι导航信息和退行米集点t导航?目息控制机器人从退行米集点t+Ι自主向退行米集点t行走;t的取值顺序是Τ-1,Τ-2,...,I ;本例中,系统根据所述的绕行信息生成的退行信息是采集点数量4、退行米集点I的导航?目息:退行米集点编号1、Mb (1,0)为向后直线行走、GSb (I) = GS(I)与FSb(l,R(D) = FS(1,R(D);退行采集点2的导航信息:退行采集点编号2、Mb(2,90° )为向后右转90度行走、GSb⑵=GS⑵与FSb(2,R(2)) = FS (2, R(2));退行采集点3的导航信息:退行采集点编号3、Mb (3,O)为向后直线行走、GSb (3) = GS (3)与FSb(3,R(3))=FS (3, R(3));退行米集点4的导航彳目息是退行米集点编号4、Mb (4, O)为向后直线行走、GSb (4) =GS(4)与FSb(4,R(4)) =FS (4, R (4));系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点,行走的次序是系统根据退行采集点4导航信息和退行采集点3导航信息控制机器人从退行采集点4自主向退行采集点3行走,系统根据退行采集点3导航信息和退行采集点2导航信息控制机器人从退行采集点3自主向退行采集点2行走,系统根据退行米集点2导航彳目息和退行米集点I导航?目息控制机器人从退行米集点2自主向退行米集点I行走;
[0090]C103.从另一边绕行障碍物:系统在绕行起点从障碍物的另一边进行绕行,绕行中生成绕行信息,如果机器人绕行成功,转步骤C105 ;否则,转步骤C104 ;本例中,系统控制机器人从障碍物的右边进行绕行,机器人从障碍物的右边绕行成功,转步骤C105 ;
[0091]C104.退行回到绕行起点:系统根据所述的绕行信息生成退行信息;系统根据退行信息控制机器人按原绕行路线退回到绕行起点;系统控制机器人停止行走并提示有障碍物;
[0092]C105.得到绕行终点:系统在i e [j, I]范围内得到点P,点P即为绕行终点,j是采集点编号;系统置j = P-1 ;绕行结束,转步骤Cll ;本例中,系统在i e [21,100]范围内得到点P = 28,系统置j = 28-1 = 27,转步骤Cll ;
[0093]Cll.到达采集点判断:系统根据所述的图像匹配的结果判断机器人是否到达采集点j+Ι ;如果机器人未到达采集点j+Ι,转步骤C7 ;否则转步骤C12 ;本例中,避障处理机器人绕行障碍物后机器人到达采集点j+Ι = 27+1 = 28,转步骤C12 ;
[0094]C12.增加采集点编号:系统对采集点编号值j加I ;如果j ^ J结束自主行走;否则j < J转步骤C7。本例中,如果j彡56结束自主行走;否则j < 56转步骤C7。
【主权项】
1.一种机器人自主行走的方法,其特征在于:该方法采用机器人系统,该系统包括能行走的机器人,在机器人上安装有处理机和图像采集设备;处理机包括处理器、存储设备、输入设备和输出设备,处理机装有操作系统和应用程序;具体步骤如下: A.生成导航信息;步骤如下: Al.赋采集点编号i初值:系统赋采集点编号初值i = I ; A2.接收输入信息:系统接收输入信息; A3.结束行走判断:如果系统收到结束行走的信息,系统控制机器人停止行走,转步骤A8 ;否则转步骤A4 ; A4.机器人行走:如果系统没有收到过任何行走信息,或者系统收到停止行走信息,系统控制机器人停止行走;如果系统收到行走信息,系统依据收到行走信息所述的行走模式控制机器人进行行走;如果系统收到过行走信息,在系统没有收到改变行走信息前,系统依据原来的行走模式控制机器人进行行走;所述的行走是指直线行走、旋转行走,直线行走是指向前直线行走、向后直线行走,旋转行走是指左转行走、右转行走,左转行走是指向前左转行走、向后左转行走,右转行走是指向前右转行走、向后右转行走;所述的行走模式是机器人行走的模式; A5.生成采集点i判断:到达行走距离,或者系统首次收到机器人行走信息,或者系统收到改变机器人行走模式的
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