[发明专利]一种视觉移动机器人路径规划系统

权利要求书

1.一种视觉移动机器人路径规划系统，包括机器人本体，其特征在于，还包括：

速度检测模块，用于检测机器人本体的移动速度；

机器视觉模块，用于采集图像信息并对图像信息进行处理，得到引导线和环境图像信息；

主控制器，用于建立针对速度和方向控制的模糊控制器，采用多重模板匹配法对所述机器视觉模块处理后的环境图像信息进行分析，得到环境障碍物位置信息，并根据所述环境障碍物位置信息，结合机器人本体的自身尺寸，判断引导线路径上是否存在会阻挡机器人本体移动的障碍物，若存在则规划避障路径，还用于根据所述速度检测模块检测到的移动速度，发出速度控制指令和方向控制指令；

驱动电机和电机驱动模块，所述电机驱动模块用于接收所述速度控制指令，控制电机动作，以驱动机器人本体移动；

伺服舵机，用于接收所述方向控制指令，驱动所述机器人本体转向；

所述机器视觉模块对图像信息进行处理，得到引导线的过程包括：

采用阈值分割法对采集到的图像进行处理，得到二值化图像；

采用泰尔森线性回归算法对二值化图像进行处理，计算得到直线回归结果，利用直线回归结果中的位置信息和直线探测函数，根据设置的阈值过滤不符合条件的直线回归结果，提取得到引导线。

2.根据权利要求1所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述规划避障路径包括，在引导线上建立第一点，并根据障碍物的位置和尺寸，以第一点为起点建立多条避障路线，使所述避障路线的第二点位于所述引导线上，各所述避障路线均由多条路线段连接而成；

所述主控制器用于根据第一条路线段和最后一条路线段与引导线之间的夹角、各相邻路线段之间的夹角和各路线段的长度，计算机器人本体从第一点沿各避障路线到达第二点的时间，并输出耗时最短的避障路线为避障路径。

3.根据权利要求2所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述计算机器人本体从第一点沿各避障路线到达第二点的时间包括：

基于预设的转向系数计算机器人本体经过避障路线上的各转向所需的第一时间；

基于避障路线中的直线路段，得出机器人本体经过各直线路段所需的第二时间；

将第一时间与第二时间相加得出机器人本体经过各避障路线的总时间。

4.根据权利要求1所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述判断引导线路径上是否存在会阻挡机器人本体移动的障碍物包括：

获取机器人本体的外形尺寸；

根据引导线的走向，模拟机器人本体的三维模型到达指定地点时，机器人本体的角度；

根据机器人本体的角度，生成机器人本体处于指定地点时的最大横截面；

判断最大横截面是否与指定地点的物体发生干涉。

5.根据权利要求4所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述判断引导线路径上是否存在会阻挡机器人本体移动的障碍物还包括：

获取机器人本体与引导线之间的相对位置，对机器人本体在指定地点时的最大横截面进行偏移量调整。

6.根据权利要求5所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，所述获取机器人本体与引导线之间的相对位置包括：

建立机器人本体与引导线相对位置的预测模型

y＝a₀+a₁*x₁+a₂*x₂+...+a_n*x_n；

其中，y表示预测的机器人本体与引导线相对位置，y为正表示机器人本体相对于引导线向右偏移，y为负表示机器人本体相对于引导线向左偏移，a₀为常数，a₁,a₂,...,a_n为回归系数，x₁,x₂,...,x_n为自变量。

7.根据权利要求6所述的视觉移动机器人路径规划系统，其特征在于，自变量包括机器人本体的振动幅度、机器人本体的平衡度、引导线处地面的倾斜度、机器人本体的移动速度。