[发明专利]一种基于移动机器人的分布式视觉定位系统及方法

说明书

本发明属于移动机器人技术领域，公开了一种基于移动机器人的分布式视觉定位系统及方法，所述基于移动机器人的分布式视觉定位系统包括：供电模块、参数配置模块、环境参数采集模块、主控模块、无线通信模块、集线器、摄像模块、中心控制服务器、驱动模块、显示模块。本发明通过位姿估计模块在Tsai算法求解旋转矩阵R的基础上，改进平移向量T的求解过程，从而提高位姿估计的精度；以及将传统Tsai算法求解平移向量T的过程由迭代计算改为线性计算，从而提高位姿估计的实时性；同时，通过地图创建模块采用QRcode技术表述环境语义特征，提高了语义地图构建的准确度，为实现人机交互和机器人完成语义命令打下良好的基础。

技术领域

本发明属于移动机器人技术领域，尤其涉及一种基于移动机器人的分布式视觉定位系统及方法。

背景技术

移动机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。智能移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。然而，现有移动机器人当相机到特征点的距离增大时，Tsai算法求解旋转矩阵R的精度较高，但求解平移向量T的精度却较低，且其迭代求解平移向量T的过程算法复杂、实时性较低，目前位姿估计的适用范围有限，有待提高；同时，移动机器人视觉传感器容易受到视角和距离的限制，且在大物体阻挡情况下会失效，进而导致定位精度下降，影响语义地图构建的可靠性。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有移动机器人当相机到特征点的距离增大时，Tsai算法求解旋转矩阵R的精度较高，但求解平移向量T的精度却较低，且其迭代求解平移向量T的过程算法复杂、实时性较低，目前位姿估计的适用范围有限，有待提高；目前的温度传感器没有温度补偿，对温度的测量有误差，易造成定位不准确。

(2)移动机器人视觉传感器容易受到视角和距离的限制，且在大物体阻挡情况下会失效，进而导致定位精度下降，影响语义地图构建的可靠性，目前的无线通信模块中的加密不够严谨，易造成信息的泄露。

(3)目前使用的摄像器对环境进行拍摄与监控的过程中在不同的光线下会产生相应的误差，造成监控出现误差，对定位的准确性造成影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于移动机器人的分布式视觉定位系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于移动机器人的分布式视觉定位方法，所述基于移动机器人的分布式视觉定位方法包括以下步骤：

步骤一，通过供电模块利用蓄电池给移动机器人进行供电，蓄电池采用改进的充电与放电模型；

步骤二，通过参数配置模块利用操作按键对移动机器人初始操作进行配置参数环境；通过环境参数采集模块利用传感器采集室内的温度、湿度数据信息；

步骤三，主控模块通过无线通信模块利用无线发射器接收操作控制指令，并将采集的环境参数数据通过集线器发送到中心控制服务器，无线通信模块对通信信息进行加密；

步骤四，通过摄像模块利用多个摄像器采集多维角度数据通过集线器发送给中心控制服务器，对摄像器进行非线性校正；

步骤五，通过中心控制服务器集中处理移动机器人的分布式视觉数据从而进行控制移动机器人的定位操作；