[发明专利]一种基于图像处理的机器人激光通信系统及其方法有效

专利信息
申请号: 201811219071.5 申请日: 2018-10-19
公开(公告)号: CN109412689B 公开(公告)日: 2023-06-27
发明(设计)人: 陈荣;陈宏炬;梅涛;沈峰 申请(专利权)人: 苏州融萃特种机器人有限公司
主分类号: H04B10/116 分类号: H04B10/116;H04B10/50;H04L67/12
代理公司: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 翁德亿
地址: 215000 江苏省苏州*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 图像 处理 机器人 激光 通信 系统 及其 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于图像处理的机器人激光通信系统及其方法,该系统由激光编码发射装置、图像获取装置和图像处理解码装置组成,该方法主要包括由激光编码发射装置负责发射指令的输入和激光的发射,由图像获取装置负责激光图像的拍摄和传输,由图像处理解码装置负责激光图像的缓存,差分,颜色识别,滤波,二值化和形状识别等处理,在检测到有效激光点后,依照激光通信协议进行解码,然后对解出的数据码和数据反码进行校验,若校验通过,则完成一次通信。本发明能够在通视条件下实现短距离低带宽通信,具有抗干扰能力强、安全性高、频谱不收管制、不易被屏蔽等优势,可以广泛应用在机器人通信领域中,可以作为一种很好的补充无线通信手段。

技术领域

本发明涉及机器人通信技术领域,具体涉及一种基于图像处理的机器人激光通信系统及其方法。

背景技术

在现有技术中,机器人通信一般采用射频(RF)通信和有线通信这两种方式。其中,射频(RF)通信方式虽然具有通信距离远,不受线缆长度限制等优点,但还是存在抗干扰能力差,易被屏蔽干扰,安全性较差,频段受管制,比较容易遭到屏蔽等缺点,因此在一些特定的环境下,如需要在一定范围内屏蔽电磁或者强电磁干扰的环境下,射频(RF)通信就会因上述缺点而失效,导致无法完成通信任务。而最传统的有线通信方式虽然具有抗干扰能力强,安全性较高,频段不受管制等优点,但也存在需要拖拽通信电缆,容易被缠绕,通信距离受电缆线长限制等缺点,这就导致有线通信的需要使用到较多的线缆,而且通信距离相比于视频通信也大幅缩短。

激光通信是一种利用可见光波段作为信息载体的通信技术,激光的高度相干性和空间定向性,决定了激光通信与射频(RF)通信相比具有很多方面的优势,例如抗干扰能力强、安全性高、频谱不收管制、不易被屏蔽等,因此激光通信可以作为除射频(RF)通信和有限通信之外的补充通信方式,尤其对于机器人通信是一种很好的补充。

发明内容

为了解决上述问题,本发明旨在提供一种基于图像处理的机器人激光通信系统及其方法,能够在通视条件下实现短距离低带宽通信,以同时弥补视频通信和有线通信的不足。

为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:

本发明提供了一种基于图像处理的机器人激光通信系统,该系统由激光编码发射装置、图像获取装置和图像处理解码装置组成;

所述激光编码发射装置包括激光发射器、键盘和微控制器等,其中,所述激光发射器负责向所述图像获取装置发射激光编码;所述键盘负责输入发射指令;所述微控制器负责检测所述键盘的输入,获取发射指令,并根据发射指令通过定时器精准地控制所述激光发射器发射激光编码的时间和时长;

所述图像获取装置负责拍摄由所述激光发射器发射过来的激光编码,并将所拍摄到的激光编码制成光点图像传输给所述图像处理解码装置;

所述图像处理解码装置负责将所述图像获取装置(2)传输来的光点图像依次进行缓存、差分、颜色识别、滤波、二值化和形状识别等处理,滤除图像噪点,填补空点,以识别激光光点,并连续记录激光点亮灭时间,参考激光通信协议进行解码;

所述图像处理解码装置主要包括图像存储模块、图像差分模块、图像滤波模块、图像形状识别模块和图像解码模块;具体到每个模块的功能如下:

所述图像存储模块负责存储参考图像和由所述图像获取装置传输来的最新光点图像;

所述图像差分模块负责将所述图像存储模块中的两帧光点图像进行差分运算,以检测两帧光点图像中出现亮度和色彩变化的区域;

所述图像滤波模块负责将差分后的光点图像转换成灰度图像,再进行中值滤波处理;

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