一种机器人导航线的确定方法、装置、存储介质及机器人与流程

1.本发明属于机器人航向技术领域，尤其涉及一种机器人导航线的确定方法、装置、存储介质及机器人。


背景技术：

2.进出口小型船舶的空气舱为夹带走私高发区域。空气舱为船舶两侧狭长密闭结构，约40米长，通常被隔板(钢板)间隔成长2米左右的独立小隔舱，舱隔板厚1cm，舱隔板间相互平行，且小隔舱间通过钢板中间窄小门洞连接。其中，门洞尺寸约50cmx35cm，距离舱底部40cm左右。
3.轮足式越障机器人在越障过程中通过变换姿态穿过门洞，轮足式越障机器人本身在越障时，其姿态宽度通常为28cm。然而，门洞宽度通常只有35cm，相对于机器人门洞很窄。此外，轮足式越障机器人的机身长度为75cm。轮足式越障机器人在通过门洞的期间，如果机身稍有偏差，就会卡在门洞中。
4.现有的航向保持方法一般是采用全球定位系统(global positioning system，gps)、陀螺仪、激光雷达。gps在船舱内部无信号，陀螺仪在运动船舱内无法精确定位，激光雷达建图精度不能满足要求，这些对于密闭空间内，狭长机身的机器人都不能适用。目前市面上没有针对窄门洞，长机身的机器人导航线确定的方法。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种机器人导航线的确定方法、装置、存储介质及机器人，可以解决现有技术中缺少针对窄门洞，长机身的机器人导航线的确定方法的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种机器人导航线的确定方法，应用于机器人，所述机器人在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板隔开，所述隔板上开设有门洞，所述机器人导航线的确定方法包括：获取第一图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞；获取第二图像，其中，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二图像包括所述后隔板的门洞；根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
7.第二方面，本发明实施例提供了一种机器人导航线的确定装置，用于所述机器人在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板隔开，所述隔板上开设有门洞，所述机器人导航线的确定装置包括：第一获取模块，用于获取第一图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞；第二获取模块，用于获取第二图像，其中，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二
图像包括所述后隔板的门洞；确定模块，用于根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
8.第三方面，本发明实施例提供了一种机器人，用于在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板，所述机器人包括机器人导航线确定的装置，所述机器人导航线确定的装置用于执行如第一方面中所述的方法。
9.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中所述的方法。
10.第五方面，本发明实施例提供了一种机器人，所述机器人用于在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板隔开，所述隔板上开设有门洞，所述机器人包括：至少一个摄像头，用于拍摄第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二图像包括所述后隔板的门洞；处理器，与所述摄像头数据连接，用于从所述至少一个摄像头获取所述第一图像和所述第二图像，根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
11.可选地，所述机器人包括：第一摄像头，所述第一摄像头通过一旋转机构安装在所述机器人上，所述旋转机构用于驱动所述第一摄像头旋转，使所述第一摄像头能够对所述前隔板、所述后隔板进行拍摄；第二摄像头，所述第二摄像头通过另一旋转机构安装在所述机器人上，所述旋转机构用于驱动所述第一摄像头旋转，使所述第一摄像头能够对所述前隔板、所述后隔板进行拍摄。
12.进一步地，所述旋转机构包括舵机，所述舵机与所述机器人固定连接，第一摄像头与一所述旋转机构的所述舵机的输出轴连接，所述第二摄像头与另一所述旋转机构的所述舵机的输出轴连接。
13.可选地，所述摄像头设置有一个，所述摄像头通过旋转机构安装在所述机器人上，所述旋转机构用于驱动所述摄像头旋转，使所述摄像头能够对所述前隔板或所述后隔板进行拍摄。
14.可选地，所述机器人包括：第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头及第四摄像头，其中，所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述第三摄像头、所述第四摄像头沿所述机器人的前进方向依次设置，所述第一摄像头、所述第二摄像头用于拍摄所述后隔板，所述第三摄像头、所述第四摄像头用于拍摄所述前隔板。
15.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过上述步骤，根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板和所述后隔板的门洞的中心点，从而确定所述机器人的导航线，为机器人的航向调整提供决策依据。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例机器人及空气舱的结构示意图1；
18.图2是本发明实施例机器人及空气舱的结构示意图2；
19.图3是本发明一实施例提供的机器人导航线的确定方法的流程示意图；
20.图4是本发明一实施例提供的机器人导航线确定装置的结构示意图；
21.图5是本发明实施例机器人及空气舱的结构示意图3。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图说明来详细说明本发明。
23.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的幅图，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对应这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
25.参阅图1、图2，本发明提供的一种机器人导航线的确定方法，应用于机器人，所述机器人在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱。相邻两个所述小隔舱之间通过隔板1隔开，所述隔板1上开设有门洞10。
26.需要说明的是，本发明所称“前隔板”是指位于机器人5机身前方的隔板，本发明所称“后隔板”是指位于机器人5机身后方的隔板。对应于图1中，机器人5的机身处于其中一个小隔舱内，“前隔板”是指中间的隔板1，“后隔板”是指最左边的隔板1。对应于图2中，机器人5的机身处于跨越门洞10的状态，“前隔板”是指最左边的隔板1，“后隔板”是指最右边的隔板1。
27.参阅图3，图3示出了本发明实施例提供的机器人导航线的确定方法的实现流程图，所述方法包括如下步骤：
28.s301、获取第一图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞；
29.s302、获取第二图像，其中，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二图像包括所述后隔板的门洞；
30.s303、根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
31.在应用中，所述前隔板和所述后隔板的门洞中心点的确定，可以采用现有技术。如何在对象检测以及图片检测与识别领域，判断一个形状的中心，是计算机视觉领域中的一个基础检测。首先读入一张需要寻找质心的图片，并转换到灰度空间，然后使用opencv二值化函数进行处理。
32.通过上述步骤，根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板和所述后隔板的门洞的中心点，从而确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线，为机器人5的航向调整提供决策依据。
33.如图4所示，本实施例还提供了一种机器人导航线的确定装置400，包括：
34.第一获取模块s401，用于获取第一图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞；
35.第二获取模块s402，用于获取第二图像，其中，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二图像包括所述后隔板的门洞；
36.确定模块s403，用于根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
37.本技术实施例还提供了一种机器人，用于在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板，所述机器人包括机器人导航线确定的装置，所述机器人导航线确定的装置用于执行上述各个方法实施例中的步骤。
38.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
39.所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。
40.参阅图1、图2，本发明另一实施例提供一种机器人，所述机器人用于在通过空气舱时进行自主导航，所述空气舱具有多个小隔舱，相邻两个所述小隔舱之间通过隔板1隔开，所述隔板1上开设有门洞10，所述机器人包括：
41.至少一个摄像头，用于拍摄第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是对所述空气舱中位于所述机器人前方的前隔板拍摄的图像，所述第一图像包括所述前隔板的门洞，所述第二图像是对所述空气舱中位于所述机器人后方的后隔板拍摄的图像，所述第二图像包括所述后隔板的门洞；
42.处理器，与所述摄像头数据连接，用于从所述至少一个摄像头获取所述第一图像和所述第二图像，根据所述第一图像确定所述前隔板的门洞的中心点，根据所述第二图像
确定所述后隔板的门洞的中心点，并根据所述前隔板的门洞的中心点和所述后隔板的门洞的中心点，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
43.在应用中，用于拍摄前隔板、后隔板的摄像头要校准好位置，用opencv提取门洞中心点。
44.在其中一个实施例中，参阅图1、图2，所述机器人5包括：
45.第一摄像头6，所述第一摄像头6通过一旋转机构(图中未示出)安装在所述机器人5上，所述旋转机构用于驱动所述第一摄像头6旋转，使所述第一摄像头6能够对前隔板、后隔板进行拍摄；
46.第二摄像头7，所述第二摄像头7通过另一旋转机构安装在所述机器人5上，所述旋转机构用于驱动所述第一摄像头旋转，使所述第二摄像头7能够对所述前隔板、所述后隔板进行拍摄。所述旋转机构与处理器电连接。
47.参阅图1、图2，当舱内空间够大，前摄像头视场3、后摄像头视场2能覆盖门洞10时，第二摄像头7旋转至0
°
，此时第二摄像头7朝前拍摄，第一摄像头6朝后拍摄。
48.参阅图5，当舱内空间不够大时，第一摄像头6、第二摄像头7旋转180
°
，此时第二摄像头7朝后拍摄，第一摄像头6朝前拍摄，保证视场能覆盖门洞10。通过对前后摄像头视频数据处理，提取门洞边缘，计算门洞10的中心点，通过前后计算所得的门洞的中心点位置，确定所述机器人在所述空气舱行驶时的导航线。
49.参阅图5，当舱内空间不够大时，摄像头离门洞10太近，导致前摄像头视场3、后摄像头视场2不能覆盖门洞10。处理器无法抓取导航线，此时，处理器控制旋转机构，使第一摄像头6朝前拍摄，第二摄像头7朝后拍摄，保证前摄像头视场3、后摄像头视场2能覆盖门洞10。
50.进一步地，在本实施中，所述旋转机构包括舵机，所述舵机与所述机器人固定连接，第一摄像头与一所述旋转机构的所述舵机的输出轴连接，所述第二摄像头与另一所述旋转机构的所述舵机的输出轴连接。具体地，舵机连接到stm32微控制器，stm32微控制器再连接到处理器。在其中一个实施例中，所述机器人设置有一个摄像头，所述摄像头通过旋转机构安装在所述机器人上，所述旋转机构用于驱动所述摄像头旋转，使所述摄像头能够对所述前隔板、所述后隔板进行拍摄。
51.摄像头可以设置为一个，也可以根据需要设置为多个。只要能够通过摄像头拍摄到位于机器人机身前方、后方的隔板均可。
52.在其中一个实施例中，所述机器人包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头及第四摄像头，其中，所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述第三摄像头、所述第四摄像头沿所述机器人的前进方向依次设置，所述第一摄像头、所述第二摄像头用于拍摄所述后隔板，所述第三摄像头、所述第四摄像头用于拍摄前隔板。这样，处理器可以根据是否能够抓取导航线，选用第一摄像头、第四摄像头的图像数据，或者选用第二摄像头、第三摄像头的图像数据。
53.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参阅前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应
包含在本技术的保护范围之内。