CN113743309A - 一种基于机器视觉的智能避障***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器视觉的智能避障***及方法，包括客户端，所述客户端通过以太网与服务器实现双向连接，所述服务器通过以太网与机器人安全***实现双向连接，所述机器人安全***与中央处理模块实现双向连接，所述中央处理模块的输出端分别与代入演示单元、警示沟通单元和安全防护单元的输入端连接，本发明涉及智能避障技术领域。该基于机器视觉的智能避障***及方法，在机器人行进的过程中对周边环境进行检测，一方面用于前进障碍物的判断，另一方面作为机器人行驶环境的安全监控，并且在***模拟出安全行驶路线后进行移动，保证机器人智能避障行进的同时，为机器人的安全提供保障，有效提高了机器人的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及智能避障技术领域，具体为一种基于机器视觉的智能避障***及方法。
背景技术
路面随处可见的广告牌，由于位置固定，导致其宣传效果有限，现有商家通过在门口放置在一定区域内移动的机器人进行广告宣传，起到了很好的吸引人流量的效果，由于其智能在限定区域内移动，导致宣传范围有限，而在较大距离内移动时，无法有效避障，导致机器人很容易损坏，为此特提供一种基于机器视觉的智能避障***及方法，采用机器视觉可以有效的判断行进路线是否可以通行，从而延长行进距离，扩大移动范围，功能多样的同时，具有更加广泛的应用范围。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于机器视觉的智能避障***及方法，解决了上述的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于机器视觉的智能避障***，包括客户端，所述客户端通过以太网与服务器实现双向连接，所述服务器通过以太网与机器人安全***实现双向连接，所述机器人安全***与中央处理模块实现双向连接，所述中央处理模块的输出端分别与代入演示单元、警示沟通单元和安全防护单元的输入端连接，所述代入演示单元、警示沟通单元和安全防护单元均通过导线与定位供电模块实现电性连接，所述代入演示单元的输出端分别与警示沟通单元和环境获取单元的输入端连接，所述环境获取单元的输出端与中央处理模块的输入端连接，所述中央处理模块与信息存储模块实现双向连接，
通过采用上述技术方案，构建一套完整的基于机器视觉的机器人安全行进***，在机器人行进的过程中对周边环境进行检测，一方面用于前进障碍物的判断，另一方面作为机器人行驶环境的安全监控，并且在***模拟出安全行驶路线后进行移动，保证机器人智能避障行进的同时，为机器人的安全提供保障，有效提高了机器人的应用范围。
本发明进一步设置为：所述环境获取单元包括周边图像获取模块、图像拼接模块、图像描边模块和场景构建模块，所述周边图像获取模块的输出端与图像拼接模块的输入端连接，所述图像拼接模块的输出端与图像描边模块的输入端连接，所述图像描边模块的输出端与场景构建模块的输入端连接。
通过采用上述技术方案，以图像缝合的方式进行周边环境加载，保证对机器人周围环境的有效检测，并在检测后进行描边处理，构造出机器人的行进场景。
本发明进一步设置为：所述代入演示单元包括尺寸输入模块、比例缩放模块、路线演示模块和行走控制模块，所述尺寸输入模块的输出端与比例缩放模块的输入端连接，所述比例缩放模块的输出端与路线演示模块的输入端连接，所述路线演示模块的输出端与行走控制模块的输入端连接。
通过采用上述技术方案，采用比例缩放的形式，将机器人代入到事先构建出的行进场景中，保证机器人的有效行进。
本发明进一步设置为：所述警示沟通单元包括前进无路判定模块、语音设定播报模块、警示模块和等待倒车模块，所述前进无路判定模块的输出端与语音设定播报模块的输入端连接，所述语音设定播报模块的输出端与警示模块的输入端连接，所述警示模块的输出端与等待倒车模块的输入端连接。
通过采用上述技术方案，在出现前进无路的情况时，为机器人提供处理方案，并进行警示预警，保证安全的同时，使得机器人模拟交流场景，从而起到更好的宣传效果。
本发明进一步设置为：所述安全防护单元包括震动传感模块、瞬时截图报警模块、语音警告模块和科学普及模块，所述震动传感模块的输出端与瞬时截图报警模块的输入端连接，所述瞬时截图报警模块的输出端与语音警告模块的输入端连接，所述语音警告模块的输出端与科学普及模块的输入端连接。
通过采用上述技术方案，利用震动传感的方式判断机器人本身是够受到损伤，并做出截图报警的应对方式，且在报警后，触发科普场景，进行语音科普故意损坏他人财物会带来的相关影响，极大地提高了机器人的智能性。
本发明进一步设置为：所述科学普及模块用于根据用户设定情景，在触发对应情景时，进行对应情景的设定语录播报。
本发明进一步设置为：所述定位供电模块用于进行机器人位置定位，同时具备供电功能。
本发明还公开了一种基于机器视觉的智能避障方法，具体包括以下步骤：
步骤一、环境获取：利用摄像头获取机器人周边环境图像，然后对图像进行缝合整理，得到机器人周边环境的全景信息，之后根据全景信息中前进道路上的障碍物，进行图像描边处理，从而构建出机器人周围的线条框架场景；
步骤二、代入演示：将机器人尺寸按照步骤一中构建的线条框架场景缩放比例对机器人进行缩放，然后移动路线演示，在避开障碍物的设定上，控制缩放后机器人在线条框架场景上移动，同时记录移动路线，控制机器人进行移动，移动过程中，利用GPS或者北斗进行机器人实时定位；
步骤三、警示沟通：在步骤二进行避开障碍物的前进路线演示时，无法检测到避开障碍物的路线时，进行语音播报，提醒前进方向的障碍物自行移动，方便机器人前进，同时控制车载警示灯闪烁，等待设定时间后，障碍物仍存在，则检测机器人后退路线上是否有障碍物，重复步骤二中的操作进行移动，并在后退设定距离后，再次进行前进路线的检测，在无法避开障碍物的情况下，继续后退设定距离，重复操作，直至模拟出前进的路线前进；
步骤四、安全防护：机器人行进过程中，检测到机器人发生强烈震动情况时，对周边环境图像进行截图，并将截图信息发送到后台中进行存储，同时发出语音警告，并讲述损坏机器人会带来的损害，向机器人周围播放无故损坏他人财物会带来的负面影响。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于机器视觉的智能避障***及方法。具备以下有益效果：
(1)该基于机器视觉的智能避障***及方法，通过构建一套完整的基于机器视觉的机器人安全行进***，在机器人行进的过程中对周边环境进行检测，一方面用于前进障碍物的判断，另一方面作为机器人行驶环境的安全监控，并且在***模拟出安全行驶路线后进行移动，保证机器人智能避障行进的同时，为机器人的安全提供保障，有效提高了机器人的应用范围。
(2)该基于机器视觉的智能避障***及方法，通过以图像缝合的方式进行周边环境加载，保证对机器人周围环境的有效检测，并在检测后进行描边处理，构造出机器人的行进场景，采用比例缩放的形式，将机器人代入到事先构建出的行进场景中，保证机器人的有效行进。
(3)该基于机器视觉的智能避障***及方法，通过在出现前进无路的情况时，为机器人提供处理方案，并进行警示预警，保证安全的同时，使得机器人模拟交流场景，从而起到更好的宣传效果。
(4)该基于机器视觉的智能避障***及方法，通过利用震动传感的方式判断机器人本身是够受到损伤，并做出截图报警的应对方式，且在报警后，触发科普场景，进行语音科普故意损坏他人财物会带来的相关影响，极大地提高了机器人的智能性。
附图说明
图1为本发明的***原理框图；
图2为本发明代入演示单元的***原理框图；
图3为本发明警示沟通单元的***原理框图；
图4为本发明安全防护单元的***原理框图；
图5为本发明环境获取单元的***原理框图。
图中，1、客户端；2、服务器；3、机器人安全***；4、中央处理模块；5、代入演示单元；6、警示沟通单元；7、安全防护单元；8、定位供电模块；9、环境获取单元；10、信息存储模块；11、周边图像获取模块；12、图像拼接模块；13、图像描边模块；14、场景构建模块；15、尺寸输入模块；16、比例缩放模块；17、路线演示模块；18、行走控制模块；19、前进无路判定模块；20、语音设定播报模块；21、警示模块；22、等待倒车模块；23、震动传感模块；24、瞬时截图报警模块；25、语音警告模块；26、科学普及模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明实施例提供以下两种技术方案：
实施例一、
一种基于机器视觉的智能避障***，包括客户端1，客户端1通过以太网与服务器2实现双向连接，服务器2通过以太网与机器人安全***3实现双向连接。
作为优选方案，机器人安全***3与中央处理模块4实现双向连接，中央处理模块4的输出端分别与代入演示单元5、警示沟通单元6和安全防护单元7的输入端连接，代入演示单元5、警示沟通单元6和安全防护单元7均通过导线与定位供电模块8实现电性连接，代入演示单元5的输出端分别与警示沟通单元6和环境获取单元9的输入端连接，环境获取单元9的输出端与中央处理模块4的输入端连接，中央处理模块4与信息存储模块10实现双向连接，进一步说明，构建一套完整的基于机器视觉的机器人安全行进***，在机器人行进的过程中对周边环境进行检测，一方面用于前进障碍物的判断，另一方面作为机器人行驶环境的安全监控，并且在***模拟出安全行驶路线后进行移动，保证机器人智能避障行进的同时，为机器人的安全提供保障，有效提高了机器人的应用范围。
实施例二、
本实施例作为上一实施例的改进，一种基于机器视觉的智能避障***，包括客户端1，客户端1通过以太网与服务器2实现双向连接，服务器2通过以太网与机器人安全***3实现双向连接。
作为优选方案，机器人安全***3与中央处理模块4实现双向连接，中央处理模块4的输出端分别与代入演示单元5、警示沟通单元6和安全防护单元7的输入端连接，代入演示单元5、警示沟通单元6和安全防护单元7均通过导线与定位供电模块8实现电性连接，代入演示单元5的输出端分别与警示沟通单元6和环境获取单元9的输入端连接，环境获取单元9的输出端与中央处理模块4的输入端连接，中央处理模块4与信息存储模块10实现双向连接，进一步说明，构建一套完整的基于机器视觉的机器人安全行进***，在机器人行进的过程中对周边环境进行检测，一方面用于前进障碍物的判断，另一方面作为机器人行驶环境的安全监控，并且在***模拟出安全行驶路线后进行移动，保证机器人智能避障行进的同时，为机器人的安全提供保障，有效提高了机器人的应用范围。
作为优选方案，环境获取单元9包括周边图像获取模块11、图像拼接模块12、图像描边模块13和场景构建模块14，周边图像获取模块11的输出端与图像拼接模块12的输入端连接，图像拼接模块12的输出端与图像描边模块13的输入端连接，图像描边模块13的输出端与场景构建模块14的输入端连接，代入演示单元5包括尺寸输入模块15、比例缩放模块16、路线演示模块17和行走控制模块18，尺寸输入模块15的输出端与比例缩放模块16的输入端连接，比例缩放模块16的输出端与路线演示模块17的输入端连接，路线演示模块17的输出端与行走控制模块18的输入端连接，进一步说明，以图像缝合的方式进行周边环境加载，保证对机器人周围环境的有效检测，并在检测后进行描边处理，构造出机器人的行进场景，采用比例缩放的形式，将机器人代入到事先构建出的行进场景中，保证机器人的有效行进。
作为优选方案，警示沟通单元6包括前进无路判定模块19、语音设定播报模块20、警示模块21和等待倒车模块22，前进无路判定模块19的输出端与语音设定播报模块20的输入端连接，语音设定播报模块20的输出端与警示模块21的输入端连接，警示模块21的输出端与等待倒车模块22的输入端连接，进一步说明，在出现前进无路的情况时，为机器人提供处理方案，并进行警示预警，保证安全的同时，使得机器人模拟交流场景，从而起到更好的宣传效果。
作为优选方案，安全防护单元7包括震动传感模块23、瞬时截图报警模块24、语音警告模块25和科学普及模块26，震动传感模块23的输出端与瞬时截图报警模块24的输入端连接，瞬时截图报警模块24的输出端与语音警告模块25的输入端连接，语音警告模块25的输出端与科学普及模块26的输入端连接，科学普及模块26用于根据用户设定情景，在触发对应情景时，进行对应情景的设定语录播报，进一步说明，利用震动传感的方式判断机器人本身是够受到损伤，并做出截图报警的应对方式，且在报警后，触发科普场景，进行语音科普故意损坏他人财物会带来的相关影响，极大地提高了机器人的智能性。
作为优选方案，定位供电模块8用于进行机器人位置定位，同时具备供电功能。
实施例二相对于实施例一的优点在于：以图像缝合的方式进行周边环境加载，保证对机器人周围环境的有效检测，并在检测后进行描边处理，构造出机器人的行进场景，采用比例缩放的形式，将机器人代入到事先构建出的行进场景中，保证机器人的有效行进，在出现前进无路的情况时，为机器人提供处理方案，并进行警示预警，保证安全的同时，使得机器人模拟交流场景，从而起到更好的宣传效果，利用震动传感的方式判断机器人本身是够受到损伤，并做出截图报警的应对方式，且在报警后，触发科普场景，进行语音科普故意损坏他人财物会带来的相关影响，极大地提高了机器人的智能性。
上述的一种基于机器视觉的智能避障方法，具体包括以下步骤：
步骤一、环境获取：利用摄像头获取机器人周边环境图像，然后对图像进行缝合整理，得到机器人周边环境的全景信息，之后根据全景信息中前进道路上的障碍物，进行图像描边处理，从而构建出机器人周围的线条框架场景；
步骤二、代入演示：将机器人尺寸按照步骤一中构建的线条框架场景缩放比例对机器人进行缩放，然后移动路线演示，在避开障碍物的设定上，控制缩放后机器人在线条框架场景上移动，同时记录移动路线，控制机器人进行移动，移动过程中，利用GPS或者北斗进行机器人实时定位；
步骤三、警示沟通：在步骤二进行避开障碍物的前进路线演示时，无法检测到避开障碍物的路线时，进行语音播报，提醒前进方向的障碍物自行移动，方便机器人前进，同时控制车载警示灯闪烁，等待设定时间后，障碍物仍存在，则检测机器人后退路线上是否有障碍物，重复步骤二中的操作进行移动，并在后退设定距离后，再次进行前进路线的检测，在无法避开障碍物的情况下，继续后退设定距离，重复操作，直至模拟出前进的路线前进；
步骤四、安全防护：机器人行进过程中，检测到机器人发生强烈震动情况时，对周边环境图像进行截图，并将截图信息发送到后台中进行存储，同时发出语音警告，并讲述损坏机器人会带来的损害，向机器人周围播放无故损坏他人财物会带来的负面影响。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于机器视觉的智能避障***，包括客户端(1)，所述客户端(1)通过以太网与服务器(2)实现双向连接，所述服务器(2)通过以太网与机器人安全***(3)实现双向连接，其特征在于：所述机器人安全***(3)与中央处理模块(4)实现双向连接，所述中央处理模块(4)的输出端分别与代入演示单元(5)、警示沟通单元(6)和安全防护单元(7)的输入端连接，所述代入演示单元(5)、警示沟通单元(6)和安全防护单元(7)均通过导线与定位供电模块(8)实现电性连接，所述代入演示单元(5)的输出端分别与警示沟通单元(6)和环境获取单元(9)的输入端连接，所述环境获取单元(9)的输出端与中央处理模块(4)的输入端连接，所述中央处理模块(4)与信息存储模块(10)实现双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述环境获取单元(9)包括周边图像获取模块(11)、图像拼接模块(12)、图像描边模块(13)和场景构建模块(14)，所述周边图像获取模块(11)的输出端与图像拼接模块(12)的输入端连接，所述图像拼接模块(12)的输出端与图像描边模块(13)的输入端连接，所述图像描边模块(13)的输出端与场景构建模块(14)的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述代入演示单元(5)包括尺寸输入模块(15)、比例缩放模块(16)、路线演示模块(17)和行走控制模块(18)，所述尺寸输入模块(15)的输出端与比例缩放模块(16)的输入端连接，所述比例缩放模块(16)的输出端与路线演示模块(17)的输入端连接，所述路线演示模块(17)的输出端与行走控制模块(18)的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述警示沟通单元(6)包括前进无路判定模块(19)、语音设定播报模块(20)、警示模块(21)和等待倒车模块(22)，所述前进无路判定模块(19)的输出端与语音设定播报模块(20)的输入端连接，所述语音设定播报模块(20)的输出端与警示模块(21)的输入端连接，所述警示模块(21)的输出端与等待倒车模块(22)的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述安全防护单元(7)包括震动传感模块(23)、瞬时截图报警模块(24)、语音警告模块(25)和科学普及模块(26)，所述震动传感模块(23)的输出端与瞬时截图报警模块(24)的输入端连接，所述瞬时截图报警模块(24)的输出端与语音警告模块(25)的输入端连接，所述语音警告模块(25)的输出端与科学普及模块(26)的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述科学普及模块(26)用于根据用户设定情景，在触发对应情景时，进行对应情景的设定语录播报。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能避障***，其特征在于：所述定位供电模块(8)用于进行机器人位置定位，同时具备供电功能。
8.一种基于机器视觉的智能避障方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、环境获取：利用摄像头获取机器人周边环境图像，然后对图像进行缝合整理，得到机器人周边环境的全景信息，之后根据全景信息中前进道路上的障碍物，进行图像描边处理，从而构建出机器人周围的线条框架场景；
步骤二、代入演示：将机器人尺寸按照步骤一中构建的线条框架场景缩放比例对机器人进行缩放，然后移动路线演示，在避开障碍物的设定上，控制缩放后机器人在线条框架场景上移动，同时记录移动路线，控制机器人进行移动，移动过程中，利用GPS或者北斗进行机器人实时定位；
步骤三、警示沟通：在步骤二进行避开障碍物的前进路线演示时，无法检测到避开障碍物的路线时，进行语音播报，提醒前进方向的障碍物自行移动，方便机器人前进，同时控制车载警示灯闪烁，等待设定时间后，障碍物仍存在，则检测机器人后退路线上是否有障碍物，重复步骤二中的操作进行移动，并在后退设定距离后，再次进行前进路线的检测，在无法避开障碍物的情况下，继续后退设定距离，重复操作，直至模拟出前进的路线前进；
步骤四、安全防护：机器人行进过程中，检测到机器人发生强烈震动情况时，对周边环境图像进行截图，并将截图信息发送到后台中进行存储，同时发出语音警告，并讲述损坏机器人会带来的损害，向机器人周围播放无故损坏他人财物会带来的负面影响。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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