一种电子电路中的巡线方法

摘要

本发明涉及一种电子电路中的巡线方法，该方法包括：1)提供控制系统，控制系统包括电机驱动电路、红外线光电传感器、高清摄像设备、图像处理设备和飞思卡尔IMX6处理器，红外线光电传感器用于检测巡线轨迹，高清摄像设备用于采集巡线机器人的前方图像，图像处理设备用于对前方图像进行图像处理，飞思卡尔IMX6处理器与红外线光电传感器和图像处理设备分别连接，以基于巡线轨迹检测结果和图像处理结果控制电机驱动电路，巡线为设置在地面上的具有预设颜色的引导条带；以及2)使用控制系统进行巡线。通过本发明，能够准确控制巡线机器人的行进轨迹，并能够自动识别出前方目标的类型，以确定巡线机器人的下一步操作。

主权项

一种电子电路中的巡线方法，其特征在于，该方法包括：1)提供控制系统，所述控制系统包括电机驱动电路、红外线光电传感器、高清摄像设备、图像处理设备和飞思卡尔IMX6处理器，所述红外线光电传感器用于检测巡线轨迹，所述高清摄像设备用于采集所述巡线机器人的前方图像，所述图像处理设备用于对所述前方图像进行图像处理，所述飞思卡尔IMX6处理器与所述红外线光电传感器和所述图像处理设备分别连接，以基于巡线轨迹检测结果和图像处理结果控制所述电机驱动电路，所述巡线为设置在地面上的具有预设颜色的引导条带；以及2)使用所述控制系统进行巡线；所述控制系统还包括：超声波传感器，位于所述巡线机器人的正前方，包括超声波发射单元、超声波接收单元和逻辑运算单元，所述超声波发射单元用于发射超声波，所述超声波接收单元用于接收经过前方目标反射回来的超声波，所述逻辑运算单元与所述超声波发射单元和所述超声波接收单元分别连接，用于基于超声波发射接收时间差和超声波传播速率，计算前方目标距离所述巡线机器人的目标距离；存储设备，预先存储了目标特征类型数据库，所述目标特征类型数据库保存了每一种目标类型对应的目标特征，所述存储设备还预先存储了目标上限灰度阈值、目标下限灰度阈值、预定目标距离阈值、预期检测目标类型、预设目标高度阈值和预设目标长度阈值，所述目标上限灰度阈值和所述目标下限灰度阈值用于将图像中的目标和背景分离；所述红外线光电传感器设置在所述巡线机器人的底部，由两排光电传感单元组成，所述两排光电传感单元分别设置在所述巡线机器人行走方向的两侧，每一个光电传感单元在检测到巡线时输出低电平，在未检测到巡线时输出高电平；所述高清摄像设备设置在所述巡线机器人的正前方；所述图像处理设备由图像预处理单元、图像分割单元、图像识别单元和尺寸计算单元组成，所述图像预处理单元连接所述高清摄像设备，用于对所述前方图像依次进行图像对比度增强和图像小波滤波，以输出预处理图像，所述图像分割单元与所述图像预处理单元连接，用于将所述预处理图像中灰度值在目标上限灰度阈值和目标下限灰度阈值之间的像素识别并组成目标子图像，将所述目标子图像从所述预处理图像中划分出来，所述图像识别单元与所述图像分割单元和所述存储设备分别连接，用于识别所述目标子图像中的目标特征，并将识别到的目标特征与所述目标特征类型数据库中的每一种目标类型对应的目标特征进行匹配，以查找到识别到的目标特征所对应的前方目标类型，所述尺寸计算单元与所述图像分割单元连接，用于基于所述目标子图像计算目标高度和目标长度；无线通信接口，与远端控制平台无线连接，用于与所述远端控制平台进行双向信号通信；所述飞思卡尔IMX6处理器与所述红外线光电传感器、所述图像处理设备、所述超声波传感器、所述存储设备、所述高清摄像设备和所述电机驱动电路分别连接，基于所述红外线光电传感器中各个光电传感单元的输出电平控制所述电机驱动电路的驱动方向；所述飞思卡尔IMX6处理器在所述目标距离小于等于预定目标距离阈值时，启动所述高清摄像设备和所述图像处理设备，并在所述前方目标类型非预期检测目标类型时，启动障碍物避让模式，在所述前方目标类型是预期检测目标类型时，启动机器人处理模式；其中，在所述障碍物避让模式中，所述飞思卡尔IMX6处理器在所述目标高度小于等于预设目标高度阈值，向所述电机驱动电路发出跨越指令，在所述目标高度大于预设目标高度阈值且所述目标长度小于等于预设目标长度阈值时，向所述电机驱动电路发出绕行指令，在所述目标高度大于预设目标高度阈值且所述目标长度大于预设目标长度阈值时，向所述电机驱动电路发出等待指令，并向无线通信接口发出需求控制信号；其中，在所述机器人处理模式中，所述飞思卡尔IMX6处理器接收通过所述无线通信接口转发的、所述远端控制平台的控制信号，以控制所述巡线机器人对前方目标的操作；所述存储设备、所述图像处理设备和所述飞思卡尔IMX6处理器都位于所述巡线机器人的外壳前端内，所述无线通信接口位于所述巡线机器人的外壳前端上；所述控制系统还包括：直流无刷电动机，与所述电机驱动电路连接，在所述电机驱动电路的控制下为巡检机器人提供动力；所述两排光电传感单元中，每排光电传感单元的数量相等，均为10个；所述高清摄像设备所采集的前方图像的分辨率为1280×720。