[发明专利]一种基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统

说明书

本发明公开了一种基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统,包括视觉信息获取单元，及与视觉信息获取单元电连接的跟踪定位单元和人机交互单元；所述跟踪定位单元和人机交互单元电连接。本发明的基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统，通过单目摄像头获取机器人所处环境周围景物的图像；利用景物中一些自然的或者是人造的路标，通过图像处理方法识别出有关的信息；根据路标的先验知识，结合同时定位与地图构建，得到机器人具体的位置，从而实现机器人的定位。

技术领域

本发明涉及一种基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统，属于视觉机器人技术领域。

背景技术

对于一些老年人和残障病人而言，除了配合基本的药物和针剂治疗以外，采用物理方式的护理也必不可少；正确而且适当的护理可以大大增强患者肌体的活性，同时减少并发症的产生；对于这些特殊人群的日常生活护理问题，有可能变成影响经济发展和社会进步的一个瓶颈；而对于这些老年人和残疾人言，如果可以帮助他们提高运动的自主性，通过提供具有优越性能的代步工具帮助他们参与健康人群的日常生活之中，可以让他们更好地融入社会；轮椅作为一种常用的辅助运动工具，广大老弱病残人士会经常使用到；智能轮椅又被称为轮椅式护理机器人，它是智能护理系列产品中的一个重要研究领域；随着人工智能和机器人技术的发展，轮椅式护理机器人的研发也必将成为一种趋势；由于逐渐增加地对于老弱病残者的服务和护理需求，如若加大对与其需求密切相关的护理机器人系列产品的研发力度，将会有利于广大老年人和残障者形成未来生活的新概念和新方法；也可以为解决由于人口老龄化进程所导致的社会保障等问题提供技术支持。机器人智能技术的快速发展，催生了一批以护理机器人为代表的智能化服务机器人系统；而机器人的定位问题在移动机器人智能化研究中有着十分重要的意义，是实现自主导航、在特定环境下完成复杂智能任务的关键。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统，通过单目摄像头获取机器人所处环境周围景物的图像；利用景物中一些自然的或者是人造的路标，通过图像处理方法识别出有关的信息；根据路标的先验知识，结合同时定位与地图构建，得到机器人具体的位置，从而实现机器人的定位。

本发明的基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统，包括视觉信息获取单元，及与视觉信息获取单元电连接的跟踪定位单元和人机交互单元；所述跟踪定位单元和人机交互单元电连接；

所述视觉信息获取单元由图像采集模块、图像预处理模块、边缘检测模块和路标特征提取模块构成；

所述跟踪定位单元包括同步定位于地图构建实现模块，及与同步定位于地图构建实现模块连接的机器人模型和地图构建模块；

所述人机交互单元由控件响应模块和信息显示模块构成。

进一步地，所述图像采集模块包括摄像头驱动器，及与摄像头驱动器电连接的单目摄像头。

进一步地，所述机器人模型包括观测模型和运动模型。

本发明与现有技术相比较，本发明的基于轮椅式护理机器人的单目摄像头视觉定位系统，通过单目摄像头获取机器人所处环境周围景物的图像；利用景物中一些自然的或者是人造的路标，通过图像处理方法识别出有关的信息；根据路标的先验知识，结合同时定位与地图构建，得到机器人具体的位置，从而实现机器人的定位。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意框图。

附图中的各部件标注：1-视觉信息获取单元，2-跟踪定位单元，3-人机交互单元，4-图像采集模块，5-图像预处理模块，6-边缘检测模块，7-路标特征提取模块，8-同步定位于地图构建实现模块，9-机器人模型，10-地图构建模块，11-控件响应模块，12-信息显示模块，13-摄像头驱动，14-单目摄像头，15-观测模型，16-运动模型。

具体实施方式