[发明专利]机器人出入口控制方法及系统

权利要求书

1.一种机器人出入口控制方法，其特征在于，所述机器人出入口控制方法包括：

准备步骤：对各个接口进行初始化处理，并读取第一图像采集装置所采集图像；

停车判断步骤：利用前后帧差法得到图像并进行二值化处理，然后计算图像中预定亮度像素点的个数，若小于预定阈值，则判断为停车；

前侧窗识别步骤：通过帧差累加从采集图像中提取轮廓，进行直线检测，再根据前侧窗特征识别出前侧窗的下边缘和后垂直边缘；

前侧窗定位步骤：根据逻辑判断排除直线，再从排除余下的直线中精确定位前侧窗的下边沿位置和后垂直边沿位置；

优化步骤：如果停车后抓取的第一帧图像没有检测和定位出前侧窗的下边沿和后垂直边沿，则抓取下一帧图像，重复前侧窗识别步骤和前侧窗定位步骤直到定位出为止；

车体侧面与机械臂距离计算步骤：第二图像采集装置采集车辆进入出入口通道并压住机械臂预定范围地面所刷黑白相间的条纹时的图片，根据所述图片求出未被车轮压住的条纹数N，根据Z＝N×Nm计算出车体侧面与机械臂的距离Z，其中，Nm为每条条纹的宽度；

图像坐标位置到空间坐标位置的转换步骤：由前侧窗定位步骤得到前侧窗的下边沿和后垂直边沿的交叉点为(x，y)，通过第一图像采集装置标定得到摄像头内参矩阵[fx，fy，cx，cy]，则交叉点(x，y)相对于第一图像采集装置的实际位置为X＝x×Z/fx-cx，Y＝y×Z/fy-cy，其中，Z为车体侧面与机械臂的距离，最后计算交叉点(x，y)相对于机械臂原点的实际空间位置Xc＝X+xl，Yc＝Y+yl，Zc＝Z+zl，其中，xl、yl、zl是第一图像采集装置相对于机械臂原点X、Y、Z三个方向上的距离差；及

机械臂移动到前侧窗位置步骤：通过控制机械臂的XYZ三个方向的电机使机械臂移动到所述坐标位置(Xc，Yc，Zc)，以对驾驶员信息进行采集；

前侧窗识别步骤包括：

车顶位置识别子步骤：计算第一图像采集装置所采集图像的帧差，并进行二值化处理，然后经过形态学处理，再进行帧差累加得到车辆运行的累加轨迹图像，在累加轨迹图像上求Y轴方向上的最小值，以此得到前侧窗的下边缘位置Ym，然后求X轴方向的最小值，得到前侧窗的后垂直边缘位置Xm；及

前侧窗直线图像获取子步骤：抓取一帧图像，并根据累加轨迹图像得到的前侧窗的下边缘位置Ym和后垂直边缘位置Xm剪切图像，对剪切图像使用错位差分法检测车辆轮廓后使用动态Canny算子和霍夫直线检测算法得到前侧窗直线图像。

2.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，在前侧窗定位步骤中，对于前侧窗的下边缘位置Ym位置向下最小可能前侧窗高度区域下的直线，根据方向、角度及长度排除一部分直线，再从排除余下的直线中在水平方向上求最长长度直线，其位置即为前侧窗的下边沿的位置，对于前侧窗的后垂直边缘位置Xm位置向前估算前侧窗区域以内的直线，根据方向、角度及长度排除一部分直线，再从排除余下的直线中在垂直方向上求最小X坐标的直线，其位置即为前侧窗的后垂直边沿位置。

3.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，准备步骤和停车判断步骤之间还包括：

驶入检测步骤：在视频图像中的车道上设置第一虚拟检测线圈，并对经过第一虚拟检测线圈的由视频图像采集装置捕获的视频图像中的像素进行背景差法处理以确认车辆驶入。

4.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，所述机械臂移动到前侧窗位置步骤之后还包括：

驶离检测步骤：在视频图像中的车道上设置第二虚拟检测线圈，并对经过第二虚拟检测线圈的由视频图像采集装置捕获的视频图像中的像素进行背景差法处理以确认车辆驶离；及

复原步骤：通过控制机械臂的XYZ三个方向的电机使机械臂移动到坐标为(0，0，0)的位置，更新背景。

5.一种机器人出入口控制系统，其特征在于，所述机器人出入口控制系统基于如权利要求1至4中任一项所述的机器人出入口控制方法，包括：

设于出入口的通道；

设于通道的信息采集侧的机械臂，机械臂预定范围地面刷有黑白相间的条纹；

设于通道的信息采集侧的、用于采集车辆信息的第一图像采集装置；

设于通道的信息采集侧的、用于对未被车辆压住的条纹进行图像采集的第二图像采集装置；及

连接于机械臂、第一图像采集装置和第二图像采集装置的主机。