[发明专利]一种基于计算机视觉的辅助定位方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的辅助定位方法，应用于监狱巡检机器人，所述巡检机器人通过摄像头识别预先设置在监狱栏杆上的标识物进行定位，以便摄像头伸入栏杆进行图像采集，其特征在于，所述方法包括：

获取第一图像并对所述第一图像进行预处理；

对所述第一图像进行HSV色彩空间转化，获取第一图像所有像素点的HSV特性值，所述特性值包括像素点的H分量及S分量，其中，H分量表示色调，S分量表示饱和度；

根据所述第一图像像素点的HSV特性值进行标识物提取；

以所述第一图像的中心点为原点建立坐标系，获取提取到的标识物的像素点坐标并判断标识物是否合法，若合法，则通过标识物的坐标进行标识物对准计算，获取所述摄像头的位置；

判断提取到的标识物是否合法的具体过程为：

预先设定合法标识物的最小像素宽度及最大像素宽度阈值，根据提取到的标识物的像素点坐标获取每个提取到的标识物的像素宽度，若在设定的合法标识物的最小像素宽度及最大像素宽度阈值之间，则合法，否则，非法；

所述标识物为2个，分别设置在相邻的第一栏杆及第二栏杆上，所述第一栏杆及第二栏杆处于第一平面上；

所述标识物对准计算的具体过程为：

计算所述摄像头在所述第一平面上的投影与所述第一栏杆及第二栏杆之间的中心线的距离：

；

计算所述摄像头与所述第一平面的距离：

；

其中，为所述摄像头在所述第一平面上的投影与所述第一栏杆及第二栏杆之间的中心线的距离，为提取到的标识物的中心点距离所述第一图像中心点的水平像素距离，所述摄像头与所述第一平面的距离，为所述摄像头的像素焦距，为标识物的实际宽度，为标识物的像素宽度。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的辅助定位方法，其特征在于，对所述第一图像进行预处理的方法包括图像剪裁及滤波。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的辅助定位方法，其特征在于，提取所述标识物的具体过程为：

预先设定与所述标识物的颜色对应的HSV特性值范围，通过设定的HSV特性值范围识别所述标识物；

若未能识别到所述标识物，则扩大设定的HSV特性值范围，继续识别标识物；

若仍未能识别到所述标识物，则对所述第一图像进行二值化处理，通过阈值分割提取标识物。

4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的辅助定位方法，其特征在于，获取提取到的标识物像素点的具体过程为：

通过最小包围矩形算法获取标识物的最小矩形区域，获取该矩形区域四角的坐标，根据四角的坐标得到最小矩形区域的中心点坐标作为提取到的标识物的中心点坐标。

5.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的辅助定位方法，其特征在于，判断是否存在合法标识物及进行所述标识物对准计算的具体过程包括：

判断提取到的标识物的数量是否大于2；

a）.若提取到的标识物的数量大于2，则根据标识物的中心点坐标，获取每个标识物中心点到坐标原点的水平距离，将提取到的所有标识物中心点距离坐标原点的水平距离进行冒泡排序，生成第一序列；

由所述第一序列中间向两边依次对提取到的标识物进行筛选，判断提取到的标识物是否合法，滤除非法标识物并判断筛选之后的标识物数量是否为0，若为0，结束流程；若不为0，则对标识物进行所述标识物对准计算；

b）.若提取到的标识物的数量小于2，判断识别到的标识物数量是否为0，若为0，结束流程；

若提取到的标识物数量为1，判断提取到的标识物是否合法，若合法，则进行所述标识物对准计算，若非法，结束流程；

若提取到的标识物数量为2，则分别判断提取到的标识物是否合法，若均非法，结束流程，若至少有1个合法，则对合法的标识物进行所述标识物对准计算。

6.根据权利要求5所述的一种基于计算机视觉的辅助定位方法，其特征在于，步骤a）中，若筛选之后的标识物数量为1时，对提取到的标识物执行所述标识物对准计算；

若筛选之后的标识物数量为2时，分别对提取到的标识物执行所述标识物对准计算；

若筛选之后的标识物数量大于2时，根据标识物的中心点坐标获取所有提取到的标识物的中心点到所述坐标原点的水平距离并选取距离坐标原点水平距离最小的两个标识物为合法标识物，分别对提取到的合法标识物执行所述标识物对准计算。