[发明专利]一种基于图案识别的机器人循迹行走系统和方法

权利要求书

1.一种基于图案识别的机器人循迹行走系统，其特征在于，包括机器人和设置于地面上的轨迹图案，所述机器人上设置有摄像头组和中央控制装置，所述摄像头组用于对所述轨迹图案进行拍摄，所述中央控制装置，用于对所述摄像头组拍摄到轨迹图案进行识别，根据所述轨迹图案的位置控制所述机器人沿所述轨迹图案行走。

2.如权利要求1所述的机器人循迹行走系统，其特征在于，所述摄像头组包括设置于所述机器人顶部的上循迹摄像头和设置于所述机器人中部的下循迹摄像头，所述上循迹摄像头用于对远离所述机器人的区域进行拍摄，所述下循迹摄像头用于对靠近所述机器人的区域进行拍摄。

3.如权利要求1或2所述的循迹行走系统，其特征在于，所述轨迹图案包括设置于外围的封闭轮廓和设置于所述封闭轮廓内的字符，多个所述轨迹图案形成所述机器人行走的轨迹。

4.如权利要求3所述的机器人循迹行走系统，其特征在于，所述中央控制装置对所述摄像头组拍摄到轨迹图案进行识别的具体过程包括：

图片预处理：采用高斯金字塔方法对图片进行平滑处理；

二值化：采用Canny 算子对图片进行二值化处理；

轮廓搜索：对二值化后的图像，采用霍夫梯度法进行封闭轮廓的搜寻；

过滤：根据寻找到的封闭轮廓的尺寸过滤掉不符合标准的一些轮廓；

提取封闭轮廓内的图形:对二值化后的封闭轮廓中的亮度值为255点作为种子点使用漫水填充方法，将图形的形状填充出来，从而获取到封闭轮廓内的字符图形；

图形摆正：将所述字符图形用一个最小面积矩形将其包围，从而根据最小面积矩形的倾斜方向，将其摆正到正确的位置；

二值化、归一化：对仿射变换内容进行二值化，并将二值化内容图片裁剪至刚好包围所述字符图形，然后将裁剪的二值化图片归一化到统一高度；

图形匹配：将统一高度图片与标准数据库进行匹配，根据匹配率找到最佳匹配数据库样本，从而判断所述图像是否为所述轨迹图案。

5.如权利要求1或2所述的机器人循迹行走系统，其特征在于，

所述中央控制装置识别出多个轨迹图案时，遍历所有找到的图案，找出离图像中心点最近的图案，将其作为目标点，并计算其与图像下方中点的斜率K,根据斜率K来判断机器应转动的角度；

所述中央控制装置识别出单个轨迹图案时，计算图案中心与图像下方中点的斜率K,根据斜率K来判断机器应转动的角度；

所述中央控制装置没有识别到所述轨迹图案时，控制所述机器人分别左右转动一定的角度，用以寻找轨迹路线。

6.一种基于图案识别的机器人循迹行走方法，其特征在于，包括：

图像拍摄步骤：机器人上的摄像头拍摄图片；

图像识别步骤：设置于所述机器人内的中央控制装置对所述摄像头组拍摄到轨迹图案进行识别；

机器人移动步骤：所述中央控制装置根据所述轨迹图案的位置控制所述机器人沿所述轨迹图案行走。

7.如权利要求6所述的基于图案识别的机器人循迹行走方法，其特征在于，所述方法还包括：

机器人停止移动的步骤：当所述图像识别步骤中识别出的图像为停止行走的标识时，所述中央控制装置根据所述轨迹图案的位置控制所述机器人停止在所述停止行走的标识上。

8.如权利要求6所述的循迹行走系统，其特征在于，所述轨迹图案包括设置于外围的封闭轮廓和设置于所述封闭轮廓内的字符，多个所述轨迹图案形成所述机器人行走的轨迹。