[发明专利]一种移动机器人的出界判定方法及系统

说明书

一种移动机器人的出界判定方法及系统。本发明通过设置在工作区域上方的图像采集装置获取工作区域的全局视频图像数据，通过对图像中像素点的选取与识别，尤其通过画面中点选或画出自动行走装置工作区域范围并自动识别图像中的移动机器人，实现对移动机器人出界的自动判定。由此，本发明能够自动的在空旷环境下实现对移动机器人的有效定位和工作区域地图的构建，并基于此实现实时的出界判定，保证移动机器人作业效率及作业的安全性。

技术领域

本发明涉及移动机器人领域，尤其涉及一种移动机器人的出界判定方法及系统。

背景技术

随着人工智能技术的不断完善，移动机器人开始向自主化和智能化发展。依靠GPS、激光雷达、摄像头、超声波等传感器的数据，部分具备移动功能的室内服务/扫地机器人已经可以实现在特定区域内进行自定位以及工作区域地图的构建。

然而，在户外或是较空旷的区域，由于区域中可用于定位的特征点的缺失，或者由于区域中定位信号弱等问题，仅依靠安装在机器人上的传感器，很难保证机器人能够识别出其与工作区域的坐标关系，很难保证稳定安全地进行移动。在这种环境下，传统的基于视觉识别的移动机器人中，由于摄像头普遍安装于机器人上，受限于摄像头视场角度和安装高度等因素，仅能单一地识别机器人前方的局部区域，很难获得工作区域的完整信息。这种方式下，机器人只能够根据局部区域的特征判断其是否出界，对是否出界的判定并不准确。

为进一步准确的判断移动机器人是否超出其工作区域的边界，现有技术中提供了另一种出界判定方法。其预先在机器人工作区域的边界埋设能够产生信号的边界线，在机器人上设置能够识别边界线信号的感应装置，通过对边界线信号强度的判断，确定所述机器人是否超越边界线。但是这种预先埋线的方式，其安装与维护成本均较高，不利于用户自行操作。边界线磨损后用户不方便更换。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种移动机器人的出界判定方法及系统，通过安装在工作区域上方的图像采集装置获取工作区域的全局视频数据，以实现对移动机器人的检测和控制，解决现有移动机器人在空旷环境下无法进行有效定位和地图构建的问题。

首先，为实现上述目的，提出一种移动机器人的出界判定方法，步骤包括：获取所述移动机器人的工作区域的图像；在图像上获取所述移动机器人的工作区域边界；识别所述图像中的移动机器人，计算图像中所述移动机器人的自身边界或标志点；当所述移动机器人的自身边界或标志点到达或超出所述工作区域边界时，判定所述移动机器人出界。

可选的，所述的移动机器人的出界判定方法中，图像中所述移动机器人的自身边界为其外接矩形的边界、外接多边形的边界、图像中所述移动机器人像素区域的拟合边界。

可选的，所述的移动机器人的出界判定方法中，所述外接矩形的横边平行于所述图像的横坐标轴，所述外接矩形的竖边平行于所述图像的纵坐标轴。

可选的，所述的移动机器人的出界判定方法中，判断所述移动机器人的自身边界是否到达或超出所述工作区域边界的步骤如下：判断所述外接矩形的横坐标范围以及所述外接矩形的纵坐标范围是否在所述工作区域内，若在所述工作区域内则判定所述移动机器人未出界；否则判定所述移动机器人出界。

可选的，所述的移动机器人的出界判定方法中，判断所述移动机器人的标志点是否到达或超出所述工作区域边界的步骤如下：计算所述移动机器人的自身边界的标志点；判断所述标志点的坐标是否在所述工作区域内，若在所述工作区域内则判定所述移动机器人未出界；否则判定所述移动机器人出界。

可选的，所述的移动机器人的出界判定方法中，判断所述移动机器人的标志点是否到达或超出所述工作区域边界的步骤如下：计算所述移动机器人的自身边界的标志点；分别将所述标志点的坐标与所述工作区域边界中的各段边界的表达式联立方程组，对联立的所述各方程组求解；若联立的所述方程组存在实数解则判定所述移动机器人出界；否则判定所述移动机器人未出界所述。