本發(fā)明屬于智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可利用圖像進(jìn)行障礙檢測(cè)的家用服務(wù)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們生活節(jié)奏加快，呆在家里的時(shí)間越來越少，因此產(chǎn)生了對(duì)家用服務(wù)機(jī)器人的需求，但目前的家用服務(wù)機(jī)器人在室內(nèi)行走時(shí)，特別是輪式行走機(jī)器人，為了防止碰撞，普遍是采用超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)障礙物，這種檢測(cè)手段不有效地對(duì)應(yīng)對(duì)前方的障礙情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種可利用圖像進(jìn)行障礙檢測(cè)的家用服務(wù)機(jī)器人。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種可利用圖像進(jìn)行障礙檢測(cè)的家用服務(wù)機(jī)器人，包括具有輪式行走機(jī)構(gòu)的家用服務(wù)機(jī)器人本體；所述家用服務(wù)機(jī)器人本體包括電源模塊、視頻監(jiān)控模塊、存儲(chǔ)模塊、無線傳輸模塊、控制器：所述電源模塊、視頻采集模塊、存儲(chǔ)模塊、無線傳輸模塊分別與所述控制器相連接；所述視頻監(jiān)控模塊包括兩個(gè)圖像傳感器，所述控制器包括障礙物位置確定單元，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息。

所述障礙物位置確定單元包括有：

畸變校正模塊，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；

立體匹配模塊，用于調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；

投影矩陣計(jì)算模塊，用于根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；

障礙物位置確定模塊，用于根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息。

所述圖像傳感器包括高清CMOS或標(biāo)清CCD，所述高清CMOS與標(biāo)清CCD分別配備有鏡頭。

所述輪式行走機(jī)構(gòu)的上端設(shè)有殼體，所述殼體的上端安裝云臺(tái)裝置，所述云臺(tái)裝置上安裝所述視頻監(jiān)控模塊。

所述控制器還連接有補(bǔ)光燈、溫濕度傳感器以及顯示屏。

所述控制器連接電源電量檢測(cè)模塊與音頻輸出報(bào)警模塊。

本發(fā)明通過視頻監(jiān)控模塊包括兩個(gè)圖像傳感器，所述控制器包括障礙物位置確定單元，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息，可有效利用雙傳感器對(duì)前方的障礙物情況進(jìn)行有效檢測(cè)并判斷其坐標(biāo)位置，從而使得機(jī)器人在移動(dòng)時(shí)自動(dòng)避開，防止與障礙物碰撞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的可利用圖像進(jìn)行障礙檢測(cè)的家用服務(wù)機(jī)器人的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的障礙物位置確定單元的原理結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實(shí)施例。

參見圖1所示，一種可利用圖像進(jìn)行障礙檢測(cè)的家用服務(wù)機(jī)器人，包括具有輪式行走機(jī)構(gòu)的家用服務(wù)機(jī)器人本體；所述家用服務(wù)機(jī)器人本體包括電源模塊、視頻監(jiān)控模塊、存儲(chǔ)模塊、無線傳輸模塊、控制器：所述電源模塊、視頻采集模塊、存儲(chǔ)模塊、無線傳輸模塊分別與所述控制器相連接；所述視頻監(jiān)控模塊包括兩個(gè)圖像傳感器，所述控制器包括障礙物位置確定單元，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息。

所述障礙物位置確定單元包括有：

畸變校正模塊，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；

立體匹配模塊，用于調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；

投影矩陣計(jì)算模塊，用于根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；

障礙物位置確定模塊，用于根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息。

所述的障礙物位置確定單元為圖像處理程序或軟件，存儲(chǔ)于監(jiān)控模塊的存儲(chǔ)器中，由監(jiān)控模塊的主控制器調(diào)用進(jìn)行處理圖像傳感器采集的圖像。

具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明中，所述圖像傳感器包括高清CMOS或標(biāo)清CCD，所述高清CMOS與標(biāo)清CCD分別配備有鏡頭。

具體實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明中，所述輪式行走機(jī)構(gòu)的上端設(shè)有殼體，所述殼體的上端安裝云臺(tái)裝置，所述云臺(tái)裝置上安裝所述視頻監(jiān)控模塊。

所述云臺(tái)裝置可以采用現(xiàn)有視頻監(jiān)控器的監(jiān)控云臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)俯仰以及旋轉(zhuǎn)，從而使得視頻監(jiān)控模塊可以多角度進(jìn)行圖像采集實(shí)現(xiàn)全方位室內(nèi)監(jiān)控。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述控制器還連接有補(bǔ)光燈、溫濕度傳感器以及顯示屏。所述補(bǔ)光燈用于在圖像采集模塊采集圖像的光線不足時(shí)，由控制器自動(dòng)控制打開并調(diào)節(jié)相應(yīng)的亮度，照射在監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行圖像的采集。

所述溫濕度傳感器可以用于檢測(cè)室內(nèi)的溫濕度情況，并將檢測(cè)的溫濕度情況信息在顯示屏上進(jìn)行顯示。

本發(fā)明中，所述存儲(chǔ)模塊為SD卡，所述無線傳輸模塊為GPRS或GSM無線模塊，分別通過相應(yīng)的卡槽安裝在機(jī)器人本體上。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述控制器連接電源電量檢測(cè)模塊與音頻輸出報(bào)警模塊。

所述電源電量監(jiān)測(cè)模塊采用電壓檢測(cè)傳感器，所述電壓檢測(cè)傳感器并與所述控制器相連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源模塊的電壓情況并傳送電壓信息給所述控制器，并在監(jiān)測(cè)到電源電量低于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，由所述音頻輸出報(bào)警模塊輸出電量低的報(bào)警提示，或在顯示屏上進(jìn)行提示信息的顯示。

本發(fā)明通過視頻監(jiān)控模塊包括兩個(gè)圖像傳感器，所述控制器包括障礙物位置確定單元，用于對(duì)兩個(gè)所述圖像傳感器各自輸出的一幀圖像分別進(jìn)行畸變校正；調(diào)用立體匹配流程對(duì)校正后的兩幅圖像進(jìn)行立體匹配，得到左右兩幅圖像中所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系；根據(jù)視頻監(jiān)控模塊參數(shù)計(jì)算兩個(gè)圖像傳感器的投影矩陣，尋找兩幅校正后的圖像中所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)對(duì)；根據(jù)投影矩陣對(duì)該時(shí)刻采集的圖像進(jìn)行場(chǎng)景的三維重建，得到障礙物場(chǎng)景的空間坐標(biāo)，輸出障礙物位置信息，可有效利用雙傳感器對(duì)前方的障礙物情況進(jìn)行有效檢測(cè)并判斷其坐標(biāo)位置，從而使得機(jī)器人在移動(dòng)時(shí)自動(dòng)避開，防止與障礙物碰撞。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。