[发明专利]一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法

权利要求书

1.一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：基于机器人工作区域上方、预设高度所设置的至少一台摄像机，实现针对机器人的定位导航，其中，所有摄像机拍摄区域的组合区域覆盖机器人工作区域，所述定位导航方法，包括如下步骤：

步骤001.在机器人顶部水平平面区域设置椭圆形图案，椭圆形图案的面积大小与所设水平平面区域的面积大小相适应，且椭圆形图案的长轴与机器人直线前后移动路径相平行，椭圆形图案的短轴与机器人直线前后移动路径相垂直，然后进入步骤002；

步骤002.针对各个摄像机的参数进行标定，获得所有摄像机拍摄区域的组合区域图像，确定该组合区域图像与所对应三维空间的映射关系，然后基于该映射关系，针对该组合区域图像实现背景模型建模，获得背景模型，然后实时循环执行如下步骤003至步骤004，实现针对机器人的定位与导航；

步骤003.实时针对所有摄像机拍摄区域的组合区域图像，依次进行去噪、二值化、形态学膨胀、腐蚀运算和边缘检测，获得机器人工作区域的边缘图像，并基于背景模型，实时识别其中的椭圆形图案，以及实时获得椭圆形图案的中心坐标(p,q)，椭圆形图案的长半轴a、短半轴b、转角θ，然后进入步骤004；

步骤004.根据椭圆形图案的中心坐标(p,q)，实现椭圆形图案所对应机器人的实时定位，并根据椭圆形图案的中心坐标(p,q)、椭圆形图案的长半轴a，转角θ，以及预设导航路径，实时获得椭圆形图案所对应机器人的移动方向，再结合预设导航路径，实现机器人的实时导航，并返回步骤003。

2.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述实时循环执行步骤003至步骤004，实现针对机器人的定位与导航的同时，按预设时长周期间隔执行步骤002，实现背景模型的周期更新。

3.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：还包括控制中心，其中，控制中心分别与所述各台摄像机，以及所述机器人相通信，控制中心获得所有摄像机的拍摄区域图像，处理构成组合区域图像，并且控制中心根据步骤002获得背景模型，然后通过步骤003、步骤004的操作，基于内置的预设导航路径，实现机器人的定位，以及向机器人发送移动控制指令，实现机器人的导航。

4.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述各台摄像机阵列分布设置在所述机器人工作区域上方的预设高度位置。

5.根据权利要求1或4所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述摄像机为深度摄像机。

6.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述步骤002中，采用张正友标定法针对各个摄像机的参数进行标定。

7.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述步骤002中，基于该映射关系，针对该组合区域图像，采用背景差分法实现背景模型建模，获得背景模型。

8.根据权利要求1所述一种基于椭圆识别的机器人定位导航方法，其特征在于：所述步骤003中，根据所述机器人工作区域的边缘图像，并基于所述背景模型，采用基于Hough变换的椭圆检测算法，实时识别其中的椭圆形图案，以及实时获得椭圆形图案的中心坐标(p,q)，椭圆形图案的长半轴a、短半轴b、转角θ。