基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人技术方案

本发明专利技术的基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人，通过实时采集室内环境图像；从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；调整机器人的姿态至与所述墙面垂直；对室内环境图像进行特征识别来找到墙面，从而精确调整机器人的姿态，解决现有技术的问题。

Robot Attitude Control Method, System and Robot Based on Linear Feature Recognition

The robot attitude control method, system and robot based on line feature recognition of the present invention collect indoor environment images in real time, extract the contour information of the body from the indoor environment images, extract the main lines from the extracted contour information, and the types of the main lines include: horizontal or vertical lines; screen the horizontal lines in each main line; To determine the orientation of the wall, adjust the attitude of the robot to be vertical to the wall, and identify the wall by feature recognition of the indoor environment image, so as to accurately adjust the attitude of the robot and solve the problems of the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人。
技术介绍
目前家用扫地机器人，清扫前需要进行初始方向的调整，即理想是调节到垂直于正对墙面方向，然后进行清扫，但如何进行精准的机器人姿态调整，实为难题；一旦初始方向调整有误差，则在清扫时可能会出现方向偏差的不良情形。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于线特征识别的机器人姿态控制方法，包括：实时采集室内环境图像；从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；调整机器人的姿态至与所述墙面垂直。于本专利技术的一实施例中，筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位，包括：按具有共同消失点的直线为一组，将各所述主要直线进行分类为多组；选取包含主要直线最多的一组为位于一墙面的平行线以定位该墙面方位。于本专利技术的一实施例中，所述调整机器人的姿态至与墙面垂直，包括：调整机器人的姿态，直至所述选取的一组中的各主要直线在当前室内环境图像中显示为相互平行。于本专利技术的一实施例中，所述轮廓信息的提取方式，包括：通过OpenCV程序中的Canny算子算法提取。于本专利技术的一实施例中，所述主要直线的提取方式，包括：通过OpenCV程序中的霍夫线提取算法提取。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于线特征识别的机器人姿态控制系统，包括：图像采集模块，用于实时采集室内环境图像；图像处理模块，用于从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；所述图像处理模块，用于从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；所述图像处理模块，用于筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；运动控制模块，用于调整机器人的姿态至与所述墙面垂直。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种计算机系统，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述计算机系统执行所述的方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种机器人，能进行运动，包括所述的计算机系统。于本专利技术的一实施例中，所述机器人为扫地机器人。如上所述，本专利技术的基于线特征识别的机器人姿态控制方法、系统及机器人，通过实时采集室内环境图像；从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；调整机器人的姿态至与所述墙面垂直；对室内环境图像进行特征识别来找到墙面，从而精确调整机器人的姿态，解决现有技术的问题。附图说明图1显示为本专利技术于一实施例中的机器人姿态控制方法的流程示意图。图2a及2b显示为本专利技术于一实施例中对室内环境图像处理的轮廓信息的示意图。图3显示为本专利技术于一实施例中的机器人姿态控制系统的模块示意图。元件标号说明301图像采集模块302图像处理模块303运动控制模块S101～S105步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术的技术方案应用于能运动的机器人，例如室内的扫地机器人，当然，也可以是其它进行物品运送的机器人，并非以此为限；本专利技术的技术方案通过对室内环境的图像特征识别来找到墙面方位，据以调整机器人姿态。请参阅图1，展示本专利技术的基于线特征识别的机器人姿态控制方法在一实施例中的流程示意图；所述方法包括：步骤S101：实时采集室内环境图像。于本专利技术的一实施例中，机器人可携带有图像采集装置，例如摄像头等，以实时拍摄其所在的室内环境图像，所述室内环境图像可以是图片或视频等。步骤S102：从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息。于本专利技术的一实施例中，若所述室内环境图像是彩色的，则先将其处理为黑白图像，进而进行轮廓信息的提取。所述轮廓信息的提取方式，包括：通过OpenCV程序中的Canny算子算法提取。OpenCV是一个基于BSD许可(开源)发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows、Android和MacOS操作系统上。它轻量级而且高效--由一系列C函数和少量C++类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法；OpenCV用C++语言编写，它的主要接口也是C++语言，但是依然保留了大量的C语言接口。该库也有大量的Python,JavaandMATLAB/OCTAVE(版本2.5)的接口。这些语言的API接口函数可以通过在线文档获得。如今也提供对于C#,Ch,Ruby的支持。OpenCV所应用的领域有：人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、动作识别、运动跟踪、机器人、运动分析、机器视觉、结构分析、及汽车安全驾驶等。步骤S103：从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线。于本专利技术的一实施例中，承前所述，可以通过OpenCV程序来得到轮廓信息，由此延展，也可以通过OpenCV程序中的霍夫线提取算法来提取所述主要直线。所述主要直线指的是在所述轮廓信息中可以识别的各个直线中，符合预设条件的直线，所述参数包括：直度和/或长度等；举例来讲，当轮廓信息中的直线的直度大于预设直度阈值，和/或其长度大于预设长度阈值时，可判定该直线为主要直线；该预设条件，例如该直度阈值、长度阈值等，均可以根据实际情况需求加以设定，此处不加以限制。具体的，如图2a和2b所示，图2a展示室内环境图像的示意图，其为一图片；图2b展示从中获得的轮廓信息的示意图，其中灰色线展示的是主要直线，所述主要直线中有水平线，也有竖直线。步骤S104：筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位。于本专利技术的一实施例中，“消失点”,是空间中相互平行的透视线在画面上汇集到视平线上的交叉点，具有相同消失点的平行线可能是在同一墙面上的，并且形成同一消失点的最多数量的平行线最有可能是一墙面的。据此，筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位，包括：按具有共同消失点的直线为一组，将各所述主要直线进行分类为多组，从而就可以筛除竖直线；进而，再选取其中包含主要直线最多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线特征识别的机器人姿态控制方法，其特征在于，包括：实时采集室内环境图像；从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；调整机器人的姿态至与所述墙面垂直。

【技术特征摘要】
1.一种基于线特征识别的机器人姿态控制方法，其特征在于，包括：实时采集室内环境图像；从所述室内环境图像中提取物体的轮廓信息；从所提取的轮廓信息中提取其中的主要直线，所述主要直线的类型包括：水平或竖直直线；筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位；调整机器人的姿态至与所述墙面垂直。2.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，筛选各主要直线中的各水平线，以确定墙面所在方位，包括：按具有共同消失点的直线为一组，将各所述主要直线进行分类为多组；选取包含主要直线最多的一组为位于一墙面的平行线以定位该墙面方位。3.根据权利要求2所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述调整机器人的姿态至与墙面垂直，包括：调整机器人的姿态，直至所述选取的一组中的各主要直线在当前室内环境图像中显示为相互平行。4.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述轮廓信息的提取方式，包括：通过OpenCV程序中的Canny算子算法提取。5.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述主要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓峰，候喜茹，江卫洋，
申请(专利权)人：珊口上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31