基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统，它包括机器人本体，在机器人本体的前部设有用于采集前行道路上的环境信息图的图像采集系统将采集的图像，基于网络传输系统，上传给视觉分析系统：根据图像采集系统采集的双目图像信息及摄像机内外参数信息，检测变电站道路区域内的障碍物；路径规划系统：根据视觉系统检测的环境信息进行路径规划，对机器人行走路线及时做出调整，避免机器人与障碍物发生碰撞；机器人控制系统：根据路径规划系统规划的路径控制机器人本体移动。同时公开了一种视觉导航方法，提高了对环境的自适应能力，真正解决了室外复杂环境下，电力机器人的自主导航功能，提高了机器人的灵活性和安全性。

主权项

一种基于变电站巡检机器人的双目视觉导航系统的视觉导航方法，其特征是，所述双目视觉导航系统包括机器人本体、图像采集系统、网络传输系统、视觉分析系统、路径规划系统及机器人控制系统，视觉导航方法具体步骤为：步骤一：采集双目环境图像，通过图像解析，畸变校正，立体校正获得去除了畸变效果、且像素匹配关系约束在相同的Y轴的双目图像；步骤二：将校正后的图像逆向投影变换，将左目图像和右目图像投影到地平面上，并将重新投影后的左目图像和右目图像的像素做差，并对差值图像做Canny边缘检测，然后，使用Hough直线检测出道路区域和道路边缘；步骤三：在确定道路区域与道路边缘后，在图像中道路区域内根据区域的灰度区域相关性确定左目图像和右目图像的匹配关系；然后，根据左目图像和右目图像的匹配关系生成视差图，统计视差图的直方图，对视差图进行直方图分割，并判断左目图像和右目图像中有无障碍物；如果存在障碍物，则进行步骤四，否则，返回步骤一；步骤四：根据分割得到的障碍物区域、摄像机标定信息确定得到障碍物的三维信息，根据障碍物的三维信息确定障碍物区域的尺寸和平均距离；步骤五：将检测到的障碍物信息传输至机器人控制系统，根据新的障碍物信息更新地图，根据已存在的路径信息，路径规划系统对机器人下一步移动方向进行规划，机器人控制系统根据当前的机器人行驶方向及速度输入到移动平台驱动器，实现机器人移动，当无法执行下一步操作时，机器人停止，并上报信号给上位机，如果可以执行，重复步骤一。