一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置及其控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置及其控制系統(tǒng)和方法，全視角識別裝置采用了一種基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置，該圓盤陣列裝置設(shè)計(jì)巧妙，現(xiàn)了移動機(jī)器人對運(yùn)動周圍環(huán)境的360°全視角測量，做到對室內(nèi)環(huán)境無死角的測量；并具有冗余式設(shè)計(jì)，具有價格便宜、安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。在控制系統(tǒng)中，通過引入多Kinect分組切換模塊，實(shí)現(xiàn)對多個kinect的同時開啟或任意kinect的控制，使得機(jī)器人可以根據(jù)需要任何開啟某個方向或是某幾個方向的kinect實(shí)現(xiàn)對人、物等對象的測量與識別。利用該控制方法對識別裝置進(jìn)行控制時，控制過程簡單，操作方便且準(zhǔn)確度高。
【專利說明】
一種基于多K i nect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置及 其控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)器人控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi) 全視角識別裝置及其控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，移動機(jī)器人被大量地應(yīng)用于各類室內(nèi)環(huán)境用于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)運(yùn)輸任務(wù)，比如 制造工廠內(nèi)搬運(yùn)各種制造零件、在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室內(nèi)運(yùn)輸各類試驗(yàn)原料等。在室內(nèi)環(huán)境中，機(jī)器 人需要對室內(nèi)的環(huán)境(包括建筑環(huán)境、障礙物和人)全視角測量才能進(jìn)行有效的機(jī)器人室內(nèi) 退避、人機(jī)互動等高級功能。然而，單個Kinect的測量范圍不是全視角的，如第一代Kinect 的水平測量范圍為57°，垂直測量范圍為70°。即使是2014年微軟發(fā)布的第二代Kinect的水 平測量范圍也僅僅為70°，垂直測量范圍為60°。由于角度量程限制的原因，如果采用單個 Kinect，機(jī)器人無法自動對周圍360°方向內(nèi)的全視角測量與識別。
[0003] 發(fā)明專利《仿人機(jī)器人自碰撞監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法》(專利號：201410032110.6)實(shí) 現(xiàn)了仿人移動機(jī)器人對前面障礙物的防碰撞退避功能，但不能實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)用室內(nèi)環(huán)境 在360°方向內(nèi)的全視角檢測，這樣該機(jī)器人即使擁有強(qiáng)大的退避算法也無法根據(jù)機(jī)器人周 邊的實(shí)時環(huán)境實(shí)現(xiàn)不同角度的靈活性的高質(zhì)量防碰撞退避功能。發(fā)明專利《掃地機(jī)器人新 型碰撞避障結(jié)構(gòu)》（專利號：201410266629.0)提出了 一種用于掃地移動機(jī)器人的碰撞壁障 機(jī)構(gòu)，并利用傳感器能夠檢測前面180°范圍內(nèi)的障礙物。同樣地，該專利提出的結(jié)構(gòu)無法實(shí) 現(xiàn)360°全視角范圍內(nèi)的碰撞壁障。由于該掃地機(jī)器人不能對360°全視角的周邊環(huán)境(包括 人和物)進(jìn)行同步檢測，那么機(jī)器人為了安全地避開自己身邊的各類障礙物，就必須采取非 直線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來工作，這不僅直接影響了機(jī)器人的運(yùn)動控制靈活性，也降低了機(jī)器人掃 地的效率。
[0004] 學(xué)術(shù)論文《多Kinect實(shí)時室內(nèi)動態(tài)場景三維重建》提出了運(yùn)用三臺Kinect朝內(nèi)對 某個人體頭型模型實(shí)現(xiàn)三維重構(gòu)。該技術(shù)側(cè)重于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的領(lǐng)域，重點(diǎn)在于如何運(yùn)用 Kinect提高對三維模型的重構(gòu)精度。而在機(jī)器人的室內(nèi)運(yùn)用場合中，機(jī)器人不需要對某個 人體障礙物進(jìn)行準(zhǔn)確的三維重構(gòu)與描述，重點(diǎn)在于要實(shí)現(xiàn)對整個三維室內(nèi)環(huán)境的測量與辨 識。如果利用該論文所提出的三維模型重構(gòu)方法對機(jī)器人室內(nèi)全視角環(huán)境進(jìn)行重構(gòu)與識 另IJ，那么所消耗的時間是不允許的。因此，該方法無法用于實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)中。
[0005] 學(xué)術(shù)論文《基于多Kinect的三維人體重建系統(tǒng)》提出了運(yùn)用兩臺Kienct上下安裝 實(shí)現(xiàn)對某個人體整身模型的三維重構(gòu)。與前面提到那篇學(xué)術(shù)論文相似，雖然該論文提出了 運(yùn)用兩臺Kinect對人體整身模型進(jìn)行有效重構(gòu)，但所提出的方法無法滿足機(jī)器人室內(nèi)運(yùn)輸 的實(shí)時性要求。此外，在機(jī)器人運(yùn)輸環(huán)境中，不僅有人，而且有其他類型的障礙物，比如其他 類型的移動機(jī)器人、桌子等。
[0006] 綜上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人的識別角度無法達(dá)到360°全方位覆蓋以及機(jī)器人 應(yīng)用多個Kinect時控制靈活性不夠和控制實(shí)時性不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述技術(shù)或方法的不足，為滿足移動機(jī)器人對室內(nèi)環(huán)境全視角識別的迫切需 要，本發(fā)明提供了一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置及其控制系統(tǒng) 和方法。
[0008] 一種基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置，包括第一基準(zhǔn)圓盤和第二基準(zhǔn)圓盤，以 及至少六個Kinect;
[0009] 第一基準(zhǔn)圓盤半徑大于第二基準(zhǔn)圓盤，第二基準(zhǔn)圓盤安裝在第一基準(zhǔn)圓盤上，且 兩個基準(zhǔn)圓盤的圓心位置相同；
[0010] 以第一基準(zhǔn)圓盤外周與XY坐標(biāo)軸的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)；
[0011 ]以第一基準(zhǔn)圓盤外周上兩相鄰Kinect安裝點(diǎn)的連線中點(diǎn)和圓心之間的連線與第 二基準(zhǔn)圓盤外周的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)；
[0012] 每個Kinect安裝在一個Kinect安裝點(diǎn)上，且安裝在第一基準(zhǔn)圓盤和第二基準(zhǔn)圓盤 上的Kinect分別與第一基準(zhǔn)圓盤外周和第二基準(zhǔn)圓盤外周相切。
[00?3]包括八個Kinect，安裝在各Kinect安裝點(diǎn)。
[0014] 為了讓各個Kinect之間有冗余覆蓋，圓盤陣列裝置安裝有8個Kinect。兩個基準(zhǔn)安 裝圓盤的半徑可以跟根據(jù)移動機(jī)器人的實(shí)際物理尺寸靈活選擇。
[0015] 一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置，包括電源插頭、USB擴(kuò) 展器以及上述的基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置；
[0016] 所述基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置固定在移動機(jī)器人上，且圓盤陣列裝置上 的Kinect通過電源插頭由移動機(jī)器人上的車載電源模塊供電，圓盤陣列裝置上的Kinect通 過USB擴(kuò)展器與移動機(jī)器人上的車載筆記本進(jìn)行通信連接。
[0017] 在移動機(jī)器人不需要進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境的360°全視角測量與識別時，陣列裝置上面的 Kinect個數(shù)也可以靈活減少。
[0018] 一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的控制系統(tǒng)，用于對上 述的基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置進(jìn)行控制，包括多Kinect分組切 換模塊、Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊、Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采 集控制模塊以及Kinect人體骨架追蹤控制模塊；
[0019] 每個Kinect上均設(shè)置有Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及 Kinect人體骨架追蹤控制模塊；
[0020]所述Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及Kinect人體骨架追 蹤控制模塊均與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊相連；
[0021] 所述多Kinect傳感器分組切換模塊與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模 塊相連；
[0022]其中，所述多Kinect傳感器分組切換模塊用于實(shí)現(xiàn)對整個圓盤陣列裝置上面全部 Kinect的切換控制；
[0023] 所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊用于引用和控制所安裝的全部 Kinect的類庫文件Microsoft .Kinect .dll，并調(diào)取Kinect的全部內(nèi)置功能函數(shù)；
[0024] 所述Kinect深度測量控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的 深度采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的DepthStream類實(shí)現(xiàn)；
[0025]所述Kinect圖像采集控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的 圖像采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的ColorStream類實(shí)現(xiàn)；
[0026]所述Kinect人體骨架追蹤控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán) 境中人的識別和跟蹤，通過調(diào)用KinectSensor對象的Skeleton類實(shí)現(xiàn)。
[0027]還包括與所述Kinect傳感器圖像采集控制模塊相連的Emgu CV/0pen CV類庫軟件 模塊；
[0028] 所述Emgu CV/Open CV類庫軟件模塊用于引用和控制Emgu CV的類庫文件 Emgu.CV.dll和Open CV的類庫文件Open.CV.dll。
[0029] Emgu CV/0pen CV類庫軟件模塊用于補(bǔ)充Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊 中除了Kinect SDK自身包括以外的其他最新圖像處理函數(shù)，為將來升級圓盤陣列裝置的功 能提供軟件支撐類庫。
[0030] 一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的控制方法，利用上述 的控制系統(tǒng)，對上述的識別裝置進(jìn)行控制，具體過程如下：
[0031] 開啟移動機(jī)器人，利用多Kinect分組切換模塊啟動相應(yīng)的Kinect;
[0032] 通過Kinect深度測量控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的物體障礙物進(jìn)行掃 描，測量獲得距離機(jī)器人最近的物體障礙物離機(jī)器人的深度尺寸；
[0033] Kinect人體骨架追蹤控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的全部人進(jìn)行掃描，測 量獲得距離機(jī)器人最近的人離機(jī)器人的距離；
[0034] Kinect圖像采集控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行圖像捕捉。 [0035]有益效果
[0036]本發(fā)明提供了一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置及其控 制系統(tǒng)和方法，巧妙性地設(shè)計(jì)了一種基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置，采用兩個圓盤疊 加設(shè)計(jì)，并提出了冗余式設(shè)計(jì)，將該裝置應(yīng)用到移動機(jī)器人上時構(gòu)建的識別裝置，實(shí)現(xiàn)了移 動機(jī)器人對運(yùn)動周圍環(huán)境的360°全視角測量，做到對室內(nèi)環(huán)境無死角的測量，并且使得圓 盤陣列裝置對人或物體的有效測量距離從第二代Kinect自身的4.5米提高到了 5.49米；當(dāng) 裝有該陣列裝置的移動機(jī)器人在室內(nèi)環(huán)境與多個人進(jìn)行交互控制的時候，機(jī)器人就可以靈 活地通過本裝置判斷來人的方向和來人的行為；當(dāng)識別裝置在室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行智能退避運(yùn)動 時，可以對機(jī)器人周圍的任何方向進(jìn)行障礙物測量與識別；相對于其他360°全視角室內(nèi)測 量系統(tǒng)或裝置而言，如室內(nèi)雷達(dá)定位裝置，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的裝置具有價格便宜、安裝維修方 便等優(yōu)點(diǎn)。在控制系統(tǒng)中，通過引入多Kinect分組切換模塊，實(shí)現(xiàn)對多個kinect的同時開啟 或任意kinect的控制，使得機(jī)器人可以根據(jù)需要任何開啟某個方向或是某幾個方向的 kinect實(shí)現(xiàn)對人、物等對象的測量與識別。利用該控制方法對識別裝置進(jìn)行控制時，控制過 程簡單，操作方便且準(zhǔn)確度高。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明所述的裝有多個Kinect的圓盤陣列裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明所述的識別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0041] -種基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置，包括第一基準(zhǔn)圓盤和第二基準(zhǔn)圓盤，以 及至少六個Kinect;
[0042] 第一基準(zhǔn)圓盤半徑大于第二基準(zhǔn)圓盤，第二基準(zhǔn)圓盤安裝在第一基準(zhǔn)圓盤上，且 兩個基準(zhǔn)圓盤的圓心位置相同；
[0043] 以第一基準(zhǔn)圓盤外周與XY坐標(biāo)軸的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)；
[0044] 以第一基準(zhǔn)圓盤外周上兩相鄰Kinect安裝點(diǎn)的連線中點(diǎn)和圓心之間的連線與第 二基準(zhǔn)圓盤外周的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)；
[0045] 每個Kinect安裝在一個Kinect安裝點(diǎn)上，且安裝在第一基準(zhǔn)圓盤和第二基準(zhǔn)圓盤 上的Kinect分別與第一基準(zhǔn)圓盤外周和第二基準(zhǔn)圓盤外周相切。
[0046]如圖1所示:單個第二代Kinect的水平最大量程AC長為4.5米，可計(jì)算出本陣列裝 置的水平最大量程長為：^ = 4.5 / cos35u = 5.49。
[0047]對比于超聲波傳感器所擁有的厘米級別的測量距離，圓盤陣列裝置中所采用的 Kinect傳感器可以通過機(jī)器視覺的工作方式實(shí)現(xiàn)最長達(dá)5.49米的、更長距離的識別。此外， 超聲波傳感器無法區(qū)分檢測對象是移動的人還是移動的物體，而通過采用Kinect傳感器內(nèi) 嵌的人體骨骼追蹤模塊可以方便地識別出檢測到的移動對象是人還是物。再者，現(xiàn)有的超 聲波傳感器技術(shù)還無法同步地對機(jī)器人周圍360°全視角內(nèi)的檢測與識別。在移動機(jī)器人室 內(nèi)導(dǎo)航與智能退避方面，現(xiàn)有的紅外線傳感器也具有跟超聲波傳感器相類似的技術(shù)缺陷， 即檢測量程小、無法區(qū)分移動的人和物體、無法對機(jī)器人周圍360°全視角內(nèi)的檢測。本發(fā)明 所設(shè)計(jì)的圓盤陣列裝置克服了上述超聲波傳感器和紅外線傳感器在這方面的全部技術(shù)不 足。
[0048]雖然近年來發(fā)展起來的室內(nèi)雷達(dá)模塊通過對周邊環(huán)境的旋轉(zhuǎn)掃描能夠?qū)崿F(xiàn)360° 全視角內(nèi)的檢測與識別，但其安裝復(fù)雜和造價昂貴的缺點(diǎn)限制了它的推廣和發(fā)展。此外，對 比室內(nèi)雷達(dá)模塊，本發(fā)明所提出的圓盤陣列裝置除了能夠?qū)?60°全視角內(nèi)的人和物體實(shí)現(xiàn) 檢測和識別，還可以根據(jù)現(xiàn)場的情況通過控制跟圓盤陣列裝置相連的控制系統(tǒng)靈活地開啟 或關(guān)閉圓盤陣列裝置上的一個或多個Kinect，從而開啟或關(guān)閉360°全視角內(nèi)的某些角度。 將該圓盤陣列裝置應(yīng)用到機(jī)器人上時，可以讓移動機(jī)器人更加靈活地按照需要對某個角度 內(nèi)的人或物體進(jìn)行識別和檢測。
[0049] -種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的硬件連接結(jié)構(gòu)如圖2 所示，包括電源插頭、USB擴(kuò)展器以及上述的基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置；圓盤陣列 裝置通過安裝底座固定在移動機(jī)器人上，由于通常移動機(jī)器人的車載筆記本沒有8個 usb3.0接口，因此本裝置需要外置一個多口的usb3.0擴(kuò)展器。此外，需要一個外置電源插頭 從機(jī)器人的車載電源模塊給全部的Kinect供電。外置電源插頭呈并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0050] 如圖3所示，一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的控制系 統(tǒng)，用于對上述的基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置進(jìn)行控制，包括多 Kinect分組切換模塊、Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊、Kinect深度測量控制模塊、 Kinect圖像采集控制模塊以及Kinect人體骨架追蹤控制模塊；
[0051 ]每個Kinect上均設(shè)置有Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及 Kinect人體骨架追蹤控制模塊；
[0052]所述Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及Kinect人體骨架追 蹤控制模塊均與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊相連；
[0053] 所述多Kinect傳感器分組切換模塊與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模 塊相連；
[0054]其中，所述多Kinect傳感器分組切換模塊用于實(shí)現(xiàn)對整個圓盤陣列裝置上面全部 Kinect的切換控制；
[0055] 所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊用于引用和控制所安裝的全部 Kinect的類庫文件Microsoft .Kinect .dll，并調(diào)取Kinect的全部內(nèi)置功能函數(shù)；
[0056] 所述Kinect深度測量控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的 深度采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的DepthStream類實(shí)現(xiàn)；
[0057]所述Kinect圖像采集控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的 圖像采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的ColorStream類實(shí)現(xiàn)；
[0058]所述Kinect人體骨架追蹤控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán) 境中人的識別和跟蹤，通過調(diào)用KinectSensor對象的Skeleton類實(shí)現(xiàn)。
[0059]還包括與所述Kinect傳感器圖像采集控制模塊相連的Emgu CV/0pen CV類庫軟件 模塊；
[0060] 所述Emgu CV/Open CV類庫軟件模塊用于引用和控制Emgu CV的類庫文件 Emgu.CV.dll和Open CV的類庫文件Open.CV.dll。
[0061 ]上述控制系統(tǒng)的控制方法過程如下：
[0062] (1)當(dāng)移動機(jī)器人上點(diǎn)開機(jī)后，上述的圓盤陣列裝置將自動啟動。圓盤陣列裝置中 的"多Kinect分組切換模塊"將按照操作認(rèn)定的定義選擇開啟全部或是某個或是某個 Kinect。在默認(rèn)情況下，圓盤基座上的8個Kinect將全部開啟。
[0063] (2)移動機(jī)器人在室內(nèi)的運(yùn)動過程中，圓盤陣列裝置將實(shí)時對室內(nèi)環(huán)境的各類物 體和人障礙物進(jìn)行檢測。具體為：
[0064] Kinect深度測量控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的物體障礙物進(jìn)行掃描，測 量獲得距離機(jī)器人最近的物體障礙物離機(jī)器人的深度尺寸;單個Kinect的水平最大測量視 角為70°，由于本實(shí)例中圓盤陣列裝置擁有8個Kinect，因此本裝置實(shí)現(xiàn)了360°全視角內(nèi)的、 任何障礙物的深度尺寸測量。對于移動機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對靜動態(tài)物體障礙物的高質(zhì)量退避非常 有利。
[0065] Kinect人體骨架追蹤控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的全部人進(jìn)行掃描，測 量獲得距離機(jī)器人最近的人離機(jī)器人的距離。單個Kinect最多可以同時追蹤6個人并計(jì)算 出他們的骨骼中心距離機(jī)器人的實(shí)時距離。由于本實(shí)例中圓盤陣列裝置擁有8個Kinect，因 此本裝置最多可以同時處理6X8 = 48個人。對于移動機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對人的人機(jī)互動和對人的 智能退避非常有利。
[0066] Kinect圖像采集控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行圖像捕捉。 如需要對所采集到圖像進(jìn)行處理，該模塊可以靈活地讀取Emgu CV/Open CV類庫軟件模塊 中的圖像處理函數(shù)。比如進(jìn)行人臉的邊緣檢測等。
[0067]當(dāng)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)360°全視角范圍內(nèi)出現(xiàn)某個物體障礙物或是人和機(jī)器人的距離超 過機(jī)器人的安全運(yùn)行距離，則機(jī)器人可以停止運(yùn)行并開展退避運(yùn)動。
[0068] (3)基于本發(fā)明所述的多Kinect圓盤陣列裝置，機(jī)器人還可以根據(jù)需要在任何時 亥IJ、任何地點(diǎn)對某個Kinect進(jìn)行獨(dú)立的開啟或關(guān)閉操作。比如，當(dāng)機(jī)器人不需要對背面障礙 物的檢測，就可以關(guān)閉裝置中后面位置的3個Kinect傳感器，使得同樣的機(jī)器人電源儲備量 可以用的時間更長。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置，其特征在于，包括第一基準(zhǔn)圓盤和第二基 準(zhǔn)圓盤，以及至少六個Kinect; 第一基準(zhǔn)圓盤半徑大于第二基準(zhǔn)圓盤，第二基準(zhǔn)圓盤安裝在第一基準(zhǔn)圓盤上，且兩個 基準(zhǔn)圓盤的圓心位置相同； 以第一基準(zhǔn)圓盤外周與XY坐標(biāo)軸的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)； 以第一基準(zhǔn)圓盤外周上兩相鄰Kinect安裝點(diǎn)的連線中點(diǎn)和圓心之間的連線與第二基 準(zhǔn)圓盤外周的四個交點(diǎn)作為Kinect安裝點(diǎn)； 每個Kinect安裝在一個Kinect安裝點(diǎn)上，且安裝在第一基準(zhǔn)圓盤和第二基準(zhǔn)圓盤上的 Kinect分別與第一基準(zhǔn)圓盤外周和第二基準(zhǔn)圓盤外周相切。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓盤陣列裝置，其特征在于，包括八個Kinect，安裝在各 Kinect安裝點(diǎn)。3. -種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置，其特征在于，包括電源 插頭、USB擴(kuò)展器以及權(quán)利要求1或2所述的基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置； 所述基于多Kinect協(xié)同的圓盤陣列裝置固定在移動機(jī)器人上，且圓盤陣列裝置上的 Kinect通過電源插頭由移動機(jī)器人上的車載電源模塊供電，圓盤陣列裝置上的Kinect通過 USB擴(kuò)展器與移動機(jī)器人上的車載筆記本進(jìn)行通信連接。4. 一種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的控制系統(tǒng)，其特征在 于，用于對權(quán)利要求3所述的基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置進(jìn)行控 制，包括多Kinect分組切換模塊、Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊、Kinect深度測量 控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及Kinect人體骨架追蹤控制模塊； 每個Kinect上均設(shè)置有Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及 Kinect人體骨架追蹤控制模塊； 所述Kinect深度測量控制模塊、Kinect圖像采集控制模塊以及Kinect人體骨架追蹤控 制模塊均與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊相連； 所述多Kinect傳感器分組切換模塊與所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊相 連； 其中，所述多Kinect傳感器分組切換模塊用于實(shí)現(xiàn)對整個圓盤陣列裝置上面全部 Kinect的切換控制； 所述Kinect for Windows SDK類庫軟件模塊用于引用和控制所安裝的全部Kinect的 類庫文件Microsoft.Kinect.dll，并調(diào)取Kinect的全部內(nèi)置功能函數(shù)； 所述Kinect深度測量控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的深度 采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的DepthStream類實(shí)現(xiàn)； 所述Kinect圖像采集控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境的圖像 采集，通過調(diào)用KinectSensor對象的ColorStream類實(shí)現(xiàn)； 所述Kinect人體骨架追蹤控制模塊用于控制圓盤陣列裝置中各Kinect對室內(nèi)環(huán)境中 人的識別和跟蹤，通過調(diào)用KinectSensor對象的Skeleton類實(shí)現(xiàn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述Kinect傳感器圖像采集 控制模塊相連的Emgu CV/Open CV類庫軟件模塊； 所述Emgu CV/Open CV類庫軟件模塊用于引用和控制Emgu CV的類庫文件Emgu.CV.dll 和Open CV的類庫文件Open.CV.dll。6.-種基于多Kinect協(xié)同的移動機(jī)器人室內(nèi)全視角識別裝置的控制方法，其特征在 于，利用權(quán)利要求4或5所述的控制系統(tǒng)，對權(quán)利要求3所述的識別裝置進(jìn)行控制，具體過程 如下： 開啟移動機(jī)器人，利用多Kinect分組切換模塊啟動相應(yīng)的Kinect; 通過Kinect深度測量控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的物體障礙物進(jìn)行掃描，測 量獲得距離機(jī)器人最近的物體障礙物離機(jī)器人的深度尺寸； Kinect人體骨架追蹤控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的全部人進(jìn)行掃描，測量獲 得距離機(jī)器人最近的人離機(jī)器人的距離； Kinect圖像采集控制模塊控制Kinect對360°全視角內(nèi)的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行圖像捕捉。
【文檔編號】B25J19/04GK106078771SQ201610654716
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月10日 公開號201610654716.2, CN 106078771 A, CN 106078771A, CN 201610654716, CN-A-106078771, CN106078771 A, CN106078771A, CN201610654716, CN201610654716.2
【發(fā)明人】劉輝, 李燕飛
【申請人】中南大學(xué)