[发明专利]一种基于图像边缘信息导航的方法及系统

说明书

本申请的目的是提供一种基于图像边缘信息导航的系统的方法及系统，本申请通过确定目标图像，提取所述目标图像的图像边缘信息；通过图像拓扑结构分析所述图像边缘信息，以获得移动设备行走轨迹；根据所述移动设备行走轨迹进行所述移动设备的导航。从而无需额外成本进行物理轨道辅助和改变物理环境，能够快捷地生成更加多样化和灵活的机器人运行轨迹。

技术领域

本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种基于图像边缘信息导航的方法及系统。

背景技术

随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速的发展，机器人技术也得到了飞速发展，除了工业机器人水平不断提高之外，各种用于服务行业的先进机器人系统也有了长足的发展，各类移动服务机器人越来越普及，特别是家庭服务类和商场导购类机器人，例如扫地机器人、拖地机器人，给人们的生活带来了极大的方便。在移动机器人领域，现有移动机器人进行导航主要有以下两种方式：

固定的物理轨道，例如利用磁条导航的AGV、送餐机器人和城市的有轨电车等，其所允许的运行路径完全沿预设的轨道运动，遇到障碍物只能暂停等待，无法对路径上的障碍物进行避绕，需要铺设轨道，成本高，路径完全固定，使用场景单一固定。

全局路径搜索，例如行车地图导航、部分服务机器人导航等，用户只需要输入起点和终点，它就能依据预先存储的地图信息规划出不同代价评估的参考路径。但这种全局搜路的方式，依据设计好的评估模型，关注的是目标点，不关心中心环节，无法满足用户对导航轨迹中间路段的期望。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种基于图像边缘信息导航方法及系统，解决现有技术中机器人路径固定，使用场景单一以及无法满足用户对导航轨迹中间路段的期望的问题。

根据本申请一个方面，提供了一种基于图像边缘信息导航的方法，所述方法包括：

确定目标图像，提取所述目标图像的图像边缘信息；

通过图像拓扑结构分析所述图像边缘信息，以获得移动设备行走轨迹；

根据所述移动设备行走轨迹进行所述移动设备的导航。

进一步地，所述提取所述目标图像的图像边缘信息包括：

利用高斯滤波器消除图像的噪声，得到目标图像；

确定所述目标图像中每个像素点的梯度强度和方向；

利用非极大值抑制对所述目标图像中的每个像素点进行处理，以提取到所述目标图像的图像边缘信息。

进一步地，确定所述目标图像中每个像素点的梯度强度和方向包括：

计算所述目标图像在水平和垂直方向的差分，得到水平差分和垂直差分；

根据所述水平差分和垂直差分计算所述目标图像中每个像素点的梯度的模和方向。

进一步地，利用非极大值抑制对所述目标图像中的每个像素点进行处理包括：

将所述目标图像中的每一像素点与正负梯度方向上的两个像素点分别进行比较；

根据比较结果判断每一像素点是否被抑制；

根据第一预设阈值及每一像素点的像素值判断各像素点是否被抑制；

根据第二预设阈值筛选出目标像素点，判断所述目标像素点的预设联通邻域内的像素点中是否存在至少一个像素点的像素值大于所述目标像素点的像素值，根据判断结果确定所述目标像素点是否被抑制。

进一步地，通过图像拓扑结构分析所述图像边缘信息包括：

按照预设遍历方向遍历所述目标图像，根据遍历到的当前像素的灰度值确定所述当前像素的类型，其中，所述类型包括外轮廓点和内轮廓点；