用于朝向驳接台站引导自主车辆的装置的制造方法_3

文档序号:9457615阅读:来源:国知局
像素高度是基本相同的。
[0053]转向第二机器人位置P2,注意到驳接台站6仍处于图像的中央,因为机器人取向为使得它的正前方位置与驳接台站6对齐。然而,由于机器人位置P2朝向驳接台站6的一侧横向间隔开,目标80、82的相对位置由于视角的改变而在图像中移动。更具体地,右手侧目标82与左手侧目标80相比在图像帧Pl中处于较低位置。换句话说,左手侧目标80的中心点的像素高度Hl大于右手侧目标82的中心点的像素高度H2。
[0054]将第三机器人位置P3与第二机器人位置P2比较,可以看出,驳接台站6仍在图像帧的中央位置处,但是由于在该图像帧中视角的改变,现在左手侧目标80相比于右手侧目标82在图像帧中处于较低位置。换句话说,左手侧目标80的中心点的像素高度Hl小于右手侧目标82的中心点的像素高度H2。
[0055]通过分析两个目标的中心点的像素高度,且已知第一和第二目标80、82处于预定相对间隔以便于在驳接台站6的展示部分上水平对齐,驳接控制模块70可以确定机器人是朝向驳接台站6左侧还是右侧,且从而可以确定用于牵引单元22的适当控制信号,以便于将机器人4与驳接台站6对齐。例如,在位置P2中,右手侧目标82的像素高度H2处于相对较低位置,从而驳接控制模块70可以确定它需要向右运动以便于将其自身对齐在目标80、82之间。进一步,通过评估在两个目标的像素高度H1、H2之间的差异,驳接控制模块70可以推断关于它需要横向运动多远以便于将其自身与目标80、82对齐的信息。
[0056]在上述所有机器人位置P1、P2和P3中,机器人4取向为使得它面向驳接台站6,且由此,驳接台站6和目标80、82显示在图像帧的中央位置。应理解,然而如果机器人4没有这与取向,则驳接台站6将显示在图像中不同横向位置处。机器人4由此可以根据目标80,82在图像中的横向位置推断其相对于驳接台站6的取向。
[0057]类似的原理可以被驳接控制模块70使用,以确定在机器人4和驳接台站6之间的距离。现在参考图7,两个替代机器人位置P1、P2显示在对齐位置中,一个在另一个后方,且取向为直接面向驳接台站6。如在图6中那样,对应于每一个机器人位置P1、P2的图像帧也被提供。
[0058]在位置Pl处,机器人4比在位置P2中更靠近驳接台站,且驳接台站居中在图像帧中,每个目标80、82水平对齐。在这个与第二位置P2比较,可以看出在图像帧P2中,驳接台站6也与图像帧的中央对齐,但是两个目标80、82比在第一位置P2中更靠近彼此。换句话说,在第二位置p2中的左手侧目标80的中心点和右手侧目标82的中心点之间的像素宽度W2小于在第一位置Pl中的像素宽度W1。由此,通过分析在两个目标80、82的中心点之间的像素宽度W1、W2,且已知第一和第二目标80、82处于彼此相对预定距离处,驳接控制模块70可以推断关于机器人4与驳接台站6的距离的信息。
[0059]上述讨论说了驳接控制模块70确定关于机器人4必须运动以便被朝向驳接台站6引导的方向和距离的信息。作为进一步说明,由驳接控制模块70在驳接过程中实施的例程99在图8中示出,且该例程还将与参考图9的的驳接过程的工作实例一起描述,该图9示出了在驳接过程中由机器人4采取的运动图案。
[0060]参考图8,当行驶控制模块68将机器人4返回到驳接台站6可接近范围内且移交驱动控制到驳接控制模块70时,例程在步骤100处开始。机器人4由此在步骤102中进入驳接状态,随后驳接控制模块70在图像获取步骤104中通过从行驶传感器36获取图像帧并且在图像帧中搜索目标80、82而执行“目标搜索”。
[0061]为了识别图像中目标80、82的存在,当前优选驳接控制模块70实施一种加速分割测试算法,已知为“FAST特征检测法”,其被适当调整以识别如目标80、82这样的图案,且这样的特征检测算法是本领域任意已知的。然而,其它特征检测算法是可接受的,只要他们在图像帧中(特别是如本实施例中所用那样的相对低分辨率图像中)识别目标对方面很稳定。
[0062]从图像获取步骤104继续,例程在确定步骤106处根据目标80、82是否已经在所获取的图像帧中被识别而分叉。现在参考图9中的工作实例,可以看到机器人4定位在驳接台站6的左侧且位于区域A中,其表示这样的区域,在该区域中驳接控制模块70不能可靠地“看”到目标。在该场景中,例程进入操纵步骤108,其中机器人开始执行预定目标搜索操作。在该实施例中,机器人4开始从其起点向外螺旋,尽管应该理解其它操纵图案可以被接受。例如,机器人4可以被编程为在逐步左右运动。
[0063]当机器人4沿其螺旋“目标搜索”路径操纵时(如图9中110处所示),例程99循环步骤104、106和108,以获取图像帧、确定目标80、82在图像中是否可见。优选地,例程以5-lOHz循环这些步骤,其当前被认为在最大化目标搜索功能的效率同时避免对处理器消耗有尚影响之间获得平衡。
[0064]如图9可见,机器人4沿螺旋搜索路径行进,直到它抵达区域B中的位置P1,在该点处“目标搜索”功能能够在图像帧中识别目标80、82。例程99由此进行到确定步骤112,其确定目标80、82是否在机器人4的正前方。应该注意到区域B由关于驳接台站的中心线的角度区域表示,在该区域中目标应该被机器人看见。为了本目的,区域B具有约45°的角度范围。
[0065]机器人4的取向由箭头所示,且在位置Pl中,它大体取向为平行于驳接台站6。位置Pl的表示图像也在图9中示出,可以看到驳接台站6位于图像帧的左手侧,因为机器人4的行进方向没有与目标80、82对齐。由于在位置Pl处目标80、82在图像帧中的位置,确定步骤112为否定,且从而例程行进到步骤114,其使得机器人4旋转以将其与目标80、82对准。例程于是循环步骤104到112,直到机器人4与驳接台站6对准。在该点的讨论中,应理解驳接台站6在效果上相对于图像帧运动以便于在图像帧中居中,进骨干它的视角没有改变。
[0066]—旦目标80、82在机器人4的正前方,例程行进到步骤116,在其中确定每个目标80,82的中心点C是否在图像帧中基本对齐。为了完成该目的,驳接控制模块70分析在最近获取的图像中每个目标80、82的中心点之间的高度差异,如前参考图6所述。在图9中,例如,在点Pl处,驳接台站6的视角意味着左手侧目标80与右手侧目标82相比在图像中处于较高位置处。由此,确定步骤116给出否定回答,程序行进到确定步骤118,在该步骤中确定驳接台站6是否太远。为此,驳接控制模块70比较图中目标80、82的中心点之间的像素距离W(后文中称为“目标像素间隔”),且将该值与预定值(设置为界定机器人4在开始其“驳接行进”之前与驳接台站6相距的可接受距离)比较。由此,效果上,预定目标像素间隔建立区域C,其被认为为机器人4与驳接台站6之间的理想距离,以便于准备成功的驳接行进。驳接控制模块70的总目标是将机器人4定位在区域C中,以便于准备机器人4用于驳接行进。
[0067]在图9的实例中,机器人4超出区域C,但是在区域B的角度范围中,导致确定步骤118回答肯定,且从而方法行进到步骤120,在该步骤中,机器人4向前运动。随后,该例程在步骤122处检测机器人4上的充电系统,以确定是否检测到充电,在该实例中否定回答,由此例程循环回到图像获取和目标搜索步骤104。由于目标80、82是机器人4可见的,且由于机器人4与目标80、82对准,方法循环步骤118、120和122知道它不再确定目标80、82太远。换句话说,“向前运动”动作将继续直到驳接控制模块70确定目标像素间隔大于或等于预定最小值。机器人4由此抵达在图9中示出的位置P2。
[0068]现在,在位置P2,方法循环步骤102到118,如上所述,但是确定步骤现在回答否定,且方法行进到另一确定步骤124。以类似于步骤118的方式,在步骤124处,驳接控制模块70分析目标像素间隔并确定它是否超过预定最大值,其建立区域C的内边界125,且由此驳接控制模块70确定机器人仍在区域C中,没有过于靠近驳接台站6。在机器人4行进离开区域C从而太靠近驳接台站6的情况下确定步骤124将回答否定,且步骤127将使得机器人4执行倒退操作,直到机器人4定位到区域C中。
[0069]由于在步骤P2处机器人4仍在区域C中,步骤124否定回答,使得方法行进到步骤126。步骤126为操纵步骤,且驳接控制模块70分析两个目标的中心点的相对像素高度(如上参考图6所述),且指令机器人4沿最低目标(其在本情况下为右手侧模板82)的方向横穿区域C预定距离。预定距离可以是固定值或优选地可以关联到目标的不对准。例如,目标的不对准越大,机器人横穿区域C的距离越大,尽管优选地机器人以相对较小的步骤进行横向运动
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