CN104965513B - 一种子弹跳机器人的回收***及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于子母机器人动态协作的子弹跳机器人的回收***及回收方法，包括子弹跳机器人和母机器人，以及基于它们之间动态协作的子弹跳机器人的位姿检测方法；子弹跳机器人头部位置装有用于视觉检测的标识；母机器人通过RGB‑D传感器采集标识颜色和深度数据，基于图像处理模块提取标识颜色及轮廓信息，计算出子弹跳机器人的方位信息，据此调整母机器人方位，通过标识椭圆参数和颜色得到子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角信息，并无线控制子弹跳机器人调整其航向；深度数据用于获取子母机器人之间的距离，为其相对位置调整提供信息；本发明可解决微型弹跳机器人面向搭载过程的近距离位姿识别难题，为该类机器人的自动回收提供技术支撑。

Description

一种子弹跳机器人的回收***及回收方法

技术领域

本发明涉及多机器人***、弹跳机器人、传感器技术领域，特别涉及一种基于子母机器人动态协作的子弹跳机器人位姿识别方法。

背景技术

微型传感器技术和节点间的无线通信能力赋予了无线传感器网络巨大的应价值，目前已被广泛应用在军事侦查、现代农业等领域。传感节点通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，人工部署有一定难度，若由空中机器人向地面抛撒，则落地点具有很大随机性。使用多个携带传感节点的移动机器人作为移动传感节点可以解决这一问题。多个微型移动机器人组队在空间狭小环境中完成信息采集、环境监测、临时搭建移动网络等任务。在地震等灾后崎岖环境中地面破裂，建筑物倒塌，轮式和履带式机器人很难进入现场搜索生命信息，而微型弹跳机器人可以依靠自身跳跃运动越过障碍物进入废墟。专利CN201210003779.3提出一种微型弹跳机器人的单电机驱动自复位、起跳方向和起跳角度调节机构，可以实现连续弹跳运动功能，但相比之下微型弹跳机器人运动效率低下，续航时间短，无法长时间、长距离连续工作，因此有必要与轮式或其它运动方式的搭载机器人结合。搭载机器人将多个微型弹跳机器人运送至目的地点附近，微型弹跳机器人则四处散开去执行指定任务。然而由于微型弹跳机器人的传感与控制资源有限性及弹跳运动的地面非连续性，在完成任务后微型弹跳机器人的回收问题是一个关键难点。

专利CN201310516094.3提出一种基于母机器人视觉的子机器人入舱方法，其依靠母机器人视觉采集子机器人侧面和后面上的静态图案，从而可以决策指导子机器人入舱，但该专利主要采用静态图案作为标识。

发明内容

发明所要解决的技术问题是针对微型弹跳机器人传感节点回收难题，而提供一种子弹跳机器人方位快速检测及快速调整，从而能及时有效的回收子机器人的***及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种子弹跳机器人的回收***，包括：设置在母机器人上的图像采集装置、测距传感器、图像处理模块、方位识别单元、母控制单元以及无线通信网关，设置在子弹跳机器人上的标识、无线通信节点以及子控制单元，其特征在于：所述标识为圆形且两个面具有不同的视觉特征，在所述标识上还连接有一控制所述标识转动的伺服电机；所述图像采集装置用于识别所述子弹跳机器人上的标识；所述测距传感器用于测量子弹跳机器人距母机器人的距离；所述图像处理模块对所述图像采集装置采集的标识形状进行处理得到椭圆圆心坐标、椭圆横轴以及椭圆纵轴，并对标识颜色信息进行处理，得到表面视觉特征；所述方位识别单元，根据所述图像处理模块处理得到椭圆圆心坐标识别所述子弹跳机器人在所述图像采集装置采集区域的位置可以得到子弹跳机器人相对于母机器人的方位系数；所述方位识别单元还可以根据所述图像处理模块处理得到椭圆横轴、椭圆纵轴，以及表面视觉特征识别所述母机器人相对于子弹跳机器人的方位角；所述母控制单元根据所述方位识别单元得到的方位系数控制所述母机器人调整方位并使所述子弹跳机器人正对所述图像采集装置采集区域中央位置；所述无线通信网关用于将所述方位识别单元得到的方位角信息发送给所述子弹跳机器人；所述无线通信节点用于接收母机器人无线通信网关发出的方位角信息；所述子控制单元根据所述无线通信节点接收的方位角控制所述子弹跳机器人的航向，使子弹跳机器人正对所述母机器人。

所述视觉特征为颜色或亮度。

本发明子弹跳机器人头部近似为一个长方体块，头部顶端装有一个圆盘形颜色亮度均可调的标识，可在步进电机驱动下绕竖直轴做360°旋转；为了视觉区分，标识圆盘的正反两面颜色设置不同，用于被母机器人检测识别。

本发明回收***，安装在母机器人尾部的图像采集装置正对着母机器人的后方，安装在子弹跳机器人头部的标识正面朝向子弹跳机器人的正前方，标识圆面与子弹跳机器人的前端面平行，并定义标识圆面靠近子弹跳机器人前端面的一侧即正面的颜色为颜色一，另一侧即反面的颜色为颜色二；子弹跳机器人位于母机器人周围任何一个地方，并且其航向角任意。

所述图像采集装置为彩色摄像头，所述测距传感器为红外深度摄像头。

一种子弹跳机器人的回收方法，包括以下步骤：

步骤1：所述母机器人原地慢速旋转自身航向角，并从图像采集装置产生的视频流截取图像序列；

步骤2：所述母机器人的图像处理模块实时对步骤1截取的图像序列进行解析，当图像中出现子弹跳机器人2的标识时，母机器人停止转动，并利用圆形标识具有的圆形或椭圆形形态特征得到标识椭圆形形态下的4个参数x,y,a,b，其中x,y为椭圆圆心坐标，a为椭圆横轴，b为椭圆纵轴；

步骤3：方位识别单元根据步骤2得到椭圆圆心在图像平面中的坐标(x,y)，获取子弹跳机器人相对母机器人的方位系数；

步骤4：母机器人根据步骤3得到的方位系数原地转向调整自身方位，使子弹跳机器人处于图像的正中位置，此时母机器人正对子弹跳机器人；

步骤5：母机器人根据步骤2中得到的椭圆横轴和椭圆纵轴参数，以及表面颜色来指导子弹跳机器人航向调整，使子弹跳机器人的前端面正对母机器人；

步骤6：根据测距传感器获得的子弹跳机器人与母机器人之间的距离信息以及子弹跳机器人的弹跳距离和高度，控制所述母机器人运动到子弹跳机器人的弹跳回收距离内；

步骤7：控制子弹跳机器***跳到母机器人回收盒中。

所述步骤2中标识椭圆形形态下的4个参数x，y，a，b的处理步骤为：

步骤21、基于颜色识别对截取的图像提取标识颜色，从而定位感兴趣区域，对感兴趣区域图像选取合适的阈值二值化，并经平滑滤波处理，边缘检测；

步骤22、从得到的边缘图像中提取轮廓，在图像采集装置不同方位视角下，进行随机霍夫圆变换检测二值图像中的椭圆序列；

步骤23、选择阈值，将不符合条件的椭圆轮廓滤除；

步骤24、随机霍夫圆变换确定了椭圆的位置及形状，从参数集中得到椭圆的4个参数x，y，a，b，其中x,y为椭圆圆心坐标，a为椭圆横轴，b为椭圆纵轴。

所述步骤3中获取子弹跳机器人相对母机器人的方位系数D定义为：

D＝(2x-w)/w，其中w为图像宽度；

D≈-1时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野的左侧边界附近；

D≈1时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野的右侧边界附近；

D≈0时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野中央位置；

-1<D<0时,子弹跳机器人2在彩色摄像头视野左侧区域，0<D<1时，子弹跳机器人2在彩色摄像头视野右侧区域。

所述步骤5中子弹跳机器人航向调整的方法是：

初始位置时，标识圆面与子弹跳机器人前端面平行：

若a＝b，说明经步骤2提取的轮廓为圆形，此时标识正对图像采集装置，根据表面颜色判断标识的哪个面正对图像采集装置，如果是标识的正面则子弹跳机器人的航向不调整，如果是反面，则调整子弹跳机器人旋转角度π；

若a≈0，说明子弹跳机器人前端面与母机器人后侧面垂直，子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，若此时检测到a<b且为颜色一，则说明子弹跳机器人面向母机器人左侧方向，此时控制子弹跳机器人顺时针调整其航向π/2；若此时检测到a<b且为颜色二，则说明子弹跳机器人面向母机器人右侧方向，此时控制子弹跳机器人逆时针调整其航向π/2；

若0<a<b，说明标识轮廓为椭圆，记此时的a值为a₀：

(1)若表面为颜色一，则子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，母机器人重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人左后方，控制子弹跳机器人顺时针调整其航向θ角度；若a值减小则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人右后方，控制子弹跳机器人逆时针调整其航向θ角度；

(2)若表面为颜色二，则子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝π-arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，母机器人重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人前端面背向母机器人左后方，控制子弹跳机器人逆时针调整其航向θ角度；若a值减小则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人右后方，控制子弹跳机器人顺时针调整其航向θ角度。有益效果：

本发明提出一种基于子母机器人动态协作的子机器人位姿识别方法，基于颜色及深度信息识别弹跳子机器人位姿，通过分析母机器人采集到的图片中子弹跳机器人所在的位置可以得到母机器人相对于子机器人的航向角；通过弹跳子机器人动态调节标识，并与轮式母机器人协作运动实现子弹跳机器人相对于母机器人的航向角检测与调整；通过深度信息得到子弹跳机器人相对于母机器人的距离，通过对航向角和距离的自主调整，为子弹跳机器人的搭载回收奠定了基础，本发明具有简单可靠，环境适应性好等优点。

附图说明

图1为本发明子母式多机器人***示意图；

图2为本发母机器人***框图；

图3为本发明子弹跳机器人结构左前视图；

图4为本发明子弹跳机器人结构右前视图；

图5为本发明子弹跳机器人标识与步进电机装配示意图；

图6为本发明子弹跳机器人位于母机器人摄像头前方可能位置的示意图(俯视图)；

图7为本发明子弹跳机器人位于母机器人摄像头正前方视角示意图(俯视图)；

图8为本发明子母式多机器人***子弹跳机器人回收方法流程图；

图9为本发明子弹跳机器人相对于母机器人航向角检测和调整流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作更进一步的详细说明。

实施例：参照图1，一种基于子母机器人动态协作的子弹跳机器人回收***，包括一个用于运输搭载的母机器人1和一个被回收的对象子弹跳机器人2；所述的母机器人1尾部装有一个顶端开口的回收盒1-8，用于容纳跳入的子弹跳机器人2，所述的母机器人1尾部边缘安装有图像采集装置1-1和测距传感器1-2，图像采集装置1-1和测距传感器1-2的安装高度与子弹跳机器人高度相当，用于获取母机器人1周围环境图像及它与子弹跳机器人2之间的距离。所述的母机器人1能量供应充足，运动精度较高，具有较强的计算能力；所述的子弹跳机器人2体积小，质量轻，传感和计算资源有限，能与母机器人1无线通信协作。所述的子弹跳机器人2头部形状近似为一个长方体块，头部顶端装有一个圆盘形颜色亮度均可调的标识2-5，可在步进电机驱动下绕竖直轴做360°旋转，标识2-5用于被母机器人1检测识别。所述的母机器人1能够根据识别到的子弹跳机器人2的位姿和检测到的相对位置信息转化成运动控制指令反馈给子弹跳机器人2，同时调整自身方位角和位置。

参照图2，所述的母机器人1由图像采集装置1-1、测距传感器1-2、图像处理模块1-3、方位识别单元1-4、母控制单元1-5、无线通信网关1-6、电源管理***1-7、和回收盒1-8组成，母机器人1具有较高运动精度，差分驱动能够实现机器人的前进、后退和转向基本运动功能。所述图像采集装置1-1用于识别所述子弹跳机器人1上的标识2-5；所述测距传感器1-2用于测量子弹跳机器人2距母机器人1的距离；所述图像处理模块1-3对所述图像采集装置1-1采集的标识形状进行处理得到椭圆圆心坐标、椭圆横轴以及椭圆纵轴，并对标识颜色信息进行处理，得到表面视觉特征；所述方位识别单元1-4根据所述图像处理模块1-3处理得到椭圆圆心坐标识别所述子弹跳机器人2在所述图像采集装置1-1采集区域的位置可以得到子弹跳机器人2相对于母机器人1的方位系数；所述方位识别单元1-4还可以根据所述图像处理模块1-3处理得到椭圆横轴、椭圆纵轴，以及表面视觉特征识别所述母机器人1相对于子弹跳机器人2的方位角；所述母控制单元1-5根据所述方位识别单元1-4得到的方位系数控制所述母机器人1调整方位并使所述子弹跳机器人2正对所述图像采集装置1-1采集区域中央位置；所述无线通信网关1-6用于将所述方位识别单元1-4得到的方位角信息发送给所述子弹跳机器人2；

参照图3、图4和图5，所述的子弹跳机器人2为被回收的对象，本发明所涉及的主要组成有子弹跳机器人前端面2-1、转向机构2-2、无线通信节点2-3、子控制单元2-4、标识2-5以及驱动标识的步进电机2-6，为了视觉区分，标识2-5圆面的正反面颜色设置均不同，改变子弹跳机器人2的结构参数能够调节机器***跳高度和距离，控制转向机构2-2能够改变机器人航向。所述无线通信节点2-3用于接收母机器人1无线通信网关1-6发出的方位角信息；所述子控制单元2-4根据所述无线通信节点2-3接收的方位角控制所述子弹跳机器人2的航向，使子弹跳机器人2正对所述母机器人1。

所述的图像采集装置1-1和测距传感器1-2，通过云台固定在母机器人1的尾部，具有一个水平方向摆动自由度和一个俯仰角调节自由度；所述的图像采集装置1-1是一个普通的彩色摄像头，所述的测距传感器1-2是一个红外深度摄像头，彩色摄像头采集母机器人1周围环境信息，用于弹跳机器人2姿态和方位信息的提取；红外深度摄像头用于获取母机器人1与子弹跳机器人2之间的距离。

参照图6、图7、图8和图9，安装在母机器人1尾部的图像采集装置1-1和测距传感器1-2正对着母机器人1的后方，安装在子弹跳机器人2头部的标识2-5正面朝向子弹跳机器人的正前方，标识2-5圆面与子弹跳机器人2的前端面2-1平行，并定义标识圆面靠近子弹跳机器人前端面2-1的一侧的颜色为颜色一，另一侧的颜色为颜色二；所述的基于子母机器人动态协作的子弹跳机器人位姿识别及回收方法步骤包括：

步骤S1：所述母机器人1原地慢速旋转调整自身航向角，并从图像采集装置1-1产生的视频流截取图像序列；

步骤S2：所述母机器人1的图像处理模块1-5实时对步骤S1截取的图像序列进行解析，基于颜色识别对截取的图像进行处理，当图像中出现子弹跳机器人2的标识2-5颜色时，记录标识2-5的颜色，母机器人1停止转动并做以下子步骤处理：

1、基于颜色识别对截取的图像进行标识颜色提取，从而定位感兴趣区域，对感兴趣区域图像选取合适的阈值将图像二值化，并经平滑滤波处理，边缘检测；

2、从得到的边缘图像中提取轮廓，利用标识2-5具有明显的圆形或椭圆形形态特征，进行随机霍夫圆变换检测二值图像中的椭圆序列；

3、为减小背景环境干扰，根据经验值选择合适的阈值，将不符合条件的椭圆轮廓滤除；

4、随机霍夫圆变换确定椭圆的位置及形状，从参数集中得到椭圆的圆心在图像平面中的坐标(x,y)；

若母机器人1在步骤S2中航向调节360度仍没有检测到子弹跳机器人2的标识2-5的颜色，则控制子弹跳机器人2航向调节一定角度，然后重复步骤S1和S2，直到母机器人1检测到子弹跳机器人2的标识2-5结束；

步骤S3：计算子弹跳机器人2相对于母机器人1的方位系数，获取子弹跳机器人2相对RGB-D传感器1-3-1(母机器人1尾部)的朝向：

定义方位系数D：D＝(2x-w)/w，其中w为图像宽度；

D≈-1时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野的左侧边界附近；

D≈1时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野的右侧边界附近；

D≈0时表示子弹跳机器人2出现在彩色摄像头视野中央位置；

-1<D<0时,子弹跳机器人2在彩色摄像头视野左侧区域，0<D<1时，子弹跳机器人2在彩色摄像头视野右侧区域；

步骤S4：母机器人1根据得到的方位信息原地转向调整自身方位，每调整一次则采集一帧图像，直到图像反馈信息显示D≈0，此时子弹跳机器人2在彩色摄像头视野中央附近，即子弹跳机器人处于母机器人尾部正后方，母机器人1的彩色摄像头正对着子弹跳机器人2，子弹跳机器人2位于彩色摄像头视景中央；

步骤S5：子弹跳机器人2相对于母机器人1的偏航角检测，指导子弹跳机器人2进行航向调整：

母机器人1重新对子弹跳机器人2标识2-5圆面进行检测，由于子弹跳机器人2不一定是正对着母机器人1，因此可能出现八种情况的视角，八种视角下的标识可能是圆形或椭圆形，检测到的标识颜色可能是颜色一或颜色二；经过随机霍夫圆变换确定椭圆的位置及形状，从参数集中得到椭圆的圆心在图像平面中的坐标(x,y)、椭圆横轴a和椭圆纵轴b，由于RGB-D摄像头1-3-1安装高度与子弹跳机器人2标识安装高度接近，椭圆纵轴b接近标识圆面的直径，根据a、b的值以及标识2-5颜色可以计算得到子弹跳机器人2相对于母机器人1的偏航角，记初始时刻检测到的a值为a₀；视角一：若a＝b，且为颜色一，说明标识2-5轮廓为圆形，此时子弹跳机器人2前端面2-1正对着母机器人1后部，无需航向调节；

视角二：若a＝b，且为颜色二，说明标识2-5轮廓为圆形，此时子弹跳机器人2前端面2-1背对着母机器人1后部，子弹跳机器人2航向调节180度；

视角三：若a≈0，此时子弹跳机器人2前端面2-1与母机器人1后侧面垂直，子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，若此时检测到a<b且为颜色一，则说明子弹跳机器人2面向母机器人1左侧方向，此时控制子弹跳机器人2顺时针(俯视图)调整其航向90度；

视角四：若a≈0，此时子弹跳机器人2前端面2-1与母机器人1后侧面垂直，子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，若此时检测到a<b且为颜色二，则说明子弹跳机器人2面向母机器人1右侧方向，此时控制子弹跳机器人2逆时针(俯视图)调整其航向90度；

视角五：若0<a<b，且为颜色一，说明标识2-5轮廓为椭圆，子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，母机器人1重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人2前端面2-1面向母机器人1左后方，控制子弹跳机器人2顺时针(俯视图)调整其航向θ角度；

视角六：若0<a<b，且为颜色一，说明标识轮廓为椭圆，子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，母机器人1重新检测a值，若a值减小则说明子弹跳机器人2前端面2-1面向母机器人1右后方，控制子弹跳机器人2逆时针(俯视图)调整其航向θ角度；

视角七：若0<a<b，且为颜色二，说明标识2-5轮廓为椭圆，子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝π-arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，母机器人1重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人2前端面2-1背向母机器人1左后方，控制子弹跳机器人2逆时针(俯视图)调整其航向θ角度；

视角八：若0<a<b，且为颜色二，说明标识2-5轮廓为椭圆，子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝π-arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人2标识2-5顺时针(俯视图)转动一定角度，母机器人1重新检测a值，若a值减小则说明子弹跳机器人2前端面2-1背向母机器人1右后方，控制子弹跳机器人2顺时针(俯视图)调整其航向θ角度；步骤S6：经过步骤S5子弹跳机器人1前端面和标识2-5圆面都正对着母机器人1的测距传感器1-2，测距传感器1-2获取其正对方向的深度图，对图像采集装置1-1的坐标系和测距传感器1-2的坐标系进行坐标转换，标识2-5圆心坐标(x,y)映射到测距传感器1-2三维坐标系中得到(x’,y’,z)，获得标识2-5圆面与测距传感器1-2平面的垂直距离z，根据对应的关系可换算成子弹跳机器人2与母机器人1尾部的距离；

步骤S7：根据z值和子弹跳机器人2实际可实现的弹跳距离，母机器人1直行前进或后退，使子弹跳机器人2进入能够跳进母机器人1回收盒1-8的距离范围内，子弹跳机器人2准备起跳；

步骤S8：子弹跳机器人2跳入顶端开口的回收盒1-8中。

Claims (7)

1.一种子弹跳机器人的回收***，包括：设置在母机器人上的图像采集装置、测距传感器、图像处理模块、方位识别单元、母控制单元以及无线通信网关，设置在子弹跳机器人上的标识、无线通信节点以及子控制单元，其特征在于：所述标识为圆形且两个面具有不同的视觉特征，在所述标识上还连接有一控制所述标识绕竖直轴360°转动的伺服电机；所述图像采集装置用于识别所述子弹跳机器人上的标识；所述测距传感器用于测量子弹跳机器人距母机器人的距离；所述图像处理模块对所述图像采集装置采集的标识形状进行处理得到椭圆圆心坐标、椭圆横轴以及椭圆纵轴；所述方位识别单元，根据所述图像处理模块处理得到椭圆圆心坐标识别所述子弹跳机器人在所述图像采集装置采集区域的位置和根据所述图像处理模块处理得到椭圆横轴和椭圆纵轴识别所述子弹跳机器人相对于母机器人的方位角；所述母控制单元根据所述方位识别单元得到的位置控制所述母机器人调整方位并使所述子弹跳机器人正对所述图像采集装置采集区域中央位置；所述无线通信网关用于将所述图像处理模块得到的方位角信息发送给所述子弹跳机器人；所述无线通信节点用于接收母机器人无线通信网关发出的方位角信息；所述子控制单元根据所述无线通信节点接收的方位角控制所述子弹跳机器人的航向正对所述母机器人。

2.根据权利要求1所述的子弹跳机器人的回收***，其特征在于：所述视觉特征为颜色或亮度。

3.根据权利要求1或2所述的子弹跳机器人的回收***，其特征在于：所述图像采集装置为彩色摄像头，所述测距传感器为红外深度摄像头。

4.一种基于权利要求1所述回收***的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：所述母机器人原地慢速旋转自身航向角，并从图像采集装置产生的视频流截取图像序列；

步骤2：所述母机器人的图像处理模块实时对步骤1截取的图像序列进行解析，当图像中出现子弹跳机器人的标识时，母机器人停止转动，并利用圆形标识具有的圆形或椭圆形形态特征得到标识椭圆形形态下的4个参数x,y,a,b，其中x,y为椭圆圆心坐标，a为椭圆横轴，b为椭圆纵轴；

步骤3：经步骤2解析得到椭圆圆心在图像平面中的坐标(x,y)，获取子弹跳机器人相对母机器人的朝向；

步骤4：母机器人根据步骤3得到的朝向信息原地转向调整自身方位，使子弹跳机器人处于母机器人的正中位置；

步骤5：母机器人根据步骤2中得到的椭圆横轴和椭圆纵轴参数来指导子弹跳机器人航向调整，使子弹跳机器人的前端面正对母机器人；

步骤6：根据测距传感器获得的子弹跳机器人与母机器人之间的距离信息以及子弹跳机器人的弹跳距离，控制所述母机器人运动到子弹跳机器人的弹跳回收距离内；

步骤7：控制子弹跳机器***跳到母机器人回收盒中。

5.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，所述步骤2中标识椭圆形形态下的4个参数x，y，a，b的处理步骤为：

步骤21、基于颜色识别对截取的图像提取标识颜色，从而定位感兴趣区域，对感兴趣区域图像选取合适的阈值二值化，并经平滑滤波处理，边缘检测；

步骤22、从得到的边缘图像中提取轮廓，在图像采集装置不同方位视角下，进行随机霍夫圆变换检测二值图像中的椭圆序列；

步骤23、选择阈值，将不符合条件的椭圆轮廓滤除；

步骤24、随机霍夫圆变换确定了椭圆的位置及形状，从参数集中得到椭圆的4个参数x，y，a，b，其中x,y为椭圆圆心坐标，a为椭圆横轴，b为椭圆纵轴。

6.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，所述步骤3中获取子弹跳机器人相对母机器人的朝向的方法是：

定义方位系数D：D＝(2x-w)/w，其中w为图像宽度；

D≈-1时表示子弹跳机器人出现在彩色摄像头视野的左侧边界附近；

D≈1时表示子弹跳机器人出现在彩色摄像头视野的右侧边界附近；

D≈0时表示子弹跳机器人出现在彩色摄像头视野中央位置；

-1<D<0时,子弹跳机器人在彩色摄像头视野左侧，0<D<1时，子弹跳机器人2在彩色摄像头视野右侧。

7.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，所述步骤5中子弹跳机器人航向调整的方法是：

初始位置时，标识圆面与子弹跳机器人前端面平行：

若a＝b，说明经步骤2提取的轮廓为圆形，此时标识正对图像采集装置，根据表面颜色判断标识的哪个面正对图像采集装置，如果是标识的正面则子弹跳机器人的航向不调整，如果是反面，则调整子弹跳机器人旋转角度π；

若a≈0，说明子弹跳机器人前端面与母机器人后侧面垂直，子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，若此时检测到a<b且为颜色一，则说明子弹跳机器人面向母机器人左侧方向，此时控制子弹跳机器人顺时针调整其航向π/2；若此时检测到a<b且为颜色二，则说明子弹跳机器人面向母机器人右侧方向，此时控制子弹跳机器人逆时针调整其航向π/2；

若0<a<b，说明标识轮廓为椭圆，记此时的a值为a₀：

(1)若表面为颜色一，则子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，母机器人重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人左后方，控制子弹跳机器人顺时针调整其航向θ角度；若a值减小则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人右后方，控制子弹跳机器人逆时针调整其航向θ角度；

(2)若表面为颜色二，则子弹跳机器人相对于母机器人的偏航角为θ＝π-arcos(a₀/b)，此时子弹跳机器人标识顺时针转动一定角度，母机器人重新检测a值，若a值增大则说明子弹跳机器人前端面背向母机器人左后方，控制子弹跳机器人逆时针调整其航向θ角度；若a值减小则说明子弹跳机器人前端面面向母机器人右后方，控制子弹跳机器人顺时针调整其航向θ角度。