[发明专利]一种视觉导航方法

说明书

本发明涉及一种视觉导航方法，包括带摄像头的机器人，导航步骤包括，1）机器人进行路径指定点预识别；2）机器人执行任务时，按路径行走顺序连续拍摄行进图像；3）机器人控制行走左右方向，使机器人向指定点行走；4）机器人控制行走前后方向至指定点。本发明直接将环境作为参考对象，这样不仅能够保障定位精度，也无须额外增加昂贵的电子导航器件、及避免因此发生受电子导航器件定位精度不足而迷航的情况；也无须铺设实际或虚拟轨道，几乎没有后续维护成本；基于已知环境的设计架构，机器人无须进行复杂的环境学习、避免甚至因此发生不可预见的学习结果；本发明的技术实现非常简单，大大降低了制造成本，从而能够大大扩展机器人的应用范围。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种机器人视觉导航方法。

背景技术

导航技术是移动机器人的一项关键技术。通过导航系统对周围环境的感知，对机器人进行实时精准定位，指导使机器人完成多项工作。

目前常用的导航方式有固定轨道导航、电子导航、基于虚拟轨道的视觉导航、基于深度学习的移动机器人视觉导航方法等，这些导航方式存在以下不足之处。

1、固定导轨导航。

地面上铺设金属导线或磁钉的导轨，机器人在导轨上行走。虽然控制简单，但是安装不方便，维护成本高。

2、电子导航。包括基于惯性陀螺仪的导航、基于GPS 的导航、基于激光雷达的导航，以及各种方法的混合导航，这些方法的导航本身精度不高，而且还易受各种干扰的影响，误差不断累积，容易使机器人导航中迷路。

3、基于虚拟轨道的视觉导航。

虚拟轨道指的是在地面上画引导线、或者铺设色带、或者铺设二维码导航带，以及各种方式的混合导航带。这些方法一定程度上能够解决导航迷路的问题，但由于在地面上设置各种虚拟轨道，不仅具有一定的工作量，而且容易因灰尘影响遮盖而失去导航路径；在使用一段时间后，必然的磨损将导致完全失效，需要定期更换。

如CN102788591B基于视觉信息的机器人沿导引线巡线导航方法，在地面上绘制导引线，控制效果完全依赖于参数，当被控对象的状态不同时最佳参数往往不同。

如CN103294059A基于混合导航带的移动机器人定位系统及其方法，其中混合导航带由色带及设置在色带上的二维码标签构成。该专利方法是利用二维码读码器和摄像头来实现移动机器人的精确定位功能，而二维码读码器和摄像头都各自至少一个，对横向纠偏、纵向纠偏及角度纠偏分开处理；

如CN103324194A基于二维码导航带的移动机器人定位系统，二维码导航带由多个二维码依次相邻设置构成，设置了大量的二维码标签，且使用至少两个二维码读码器读取二维码，来进行机器人的精确定位，依赖于条带，使机器人左右不偏离导航带行走，虽然提高了行走速度，但是当条带中二维码磨损或缺失时，机器人无法计算出受损二维码和正常二维码之间的距离，机器人行走方向丢失。

4、基于深度学习的移动机器人视觉导航方法

如CN109341689A基于深度学习的移动机器人视觉导航方法，机器人在未知环境中随机探索并拍摄图像，打标工具对采集的RGB图像进行打标，用目标检测模型对打标图像进行训练，得到满足要求的目标检测模型。该方法主要存在两方面的问题：第一，当目标点相似度很高时机器人无法区分达到了哪个目标点；第二，当目标点周围有遮挡物时无法获取目标点的图像。该方法过于理想化，实用性和有效性有待提高。

综上所述，本领域迫切需要一种更为简单可靠的机器人导航方法，以解决机器人在已知环境中执行任务时知道如何行走能稳定可靠地走到目标点完成任务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种视觉导航方法，解决机器人在已知环境中执行任务时知道如何行走能稳定可靠地走到目标点完成任务的问题。