專利名稱：移動機(jī)器人的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種確定機(jī)器人的位置的方法(即，機(jī)器人的定位方法)，更 具體地講，涉及一種使用全向圖像準(zhǔn)確地識別移動機(jī)器人的位置的移動機(jī)器 人的定^立方法。
背景技術(shù)：
通常，全向相機(jī)適于獲取全向圖像(即，相機(jī)附近360。的圖像)。近來， 移動機(jī)器人的定位方法已經(jīng)引入市場。關(guān)于定位方法，全向相機(jī)已經(jīng)被安裝 到移動機(jī)器人，從而使用全向相機(jī)捕獲的全向圖像來執(zhí)行機(jī)器人的定位。上述安裝到全向機(jī)器人的用于識別機(jī)器人的位置的全向相機(jī)的代表性示 例在第10-160463號日本專利申請中公開，該申請通過引用包含于此。根據(jù) 上述第10-160463號日本專利申請，包括移動對象的全向一見域(visual view) 的全向視覺傳感器允許移動對象沿特定路徑移動，同時(shí)全向視覺傳感器使用 時(shí)間序列標(biāo)準(zhǔn)模式獲取移動對象附近的圖像。如果移動對象沿著預(yù)定路徑移 動，那么全向視覺傳感器獲取的圖像被與基于標(biāo)準(zhǔn)模式的圖像進(jìn)行比較。如 果全向視覺傳感器獲取的圖像與上述標(biāo)準(zhǔn)模式圖像相同，那么與標(biāo)準(zhǔn)模式圖 像有關(guān)的位置被識別為檢測結(jié)果。然而，上述移動對象的傳統(tǒng)定位方法僅估計(jì)移動對象的近似位置，而不 是移動對象的準(zhǔn)確位置，從而其在移動對象的定位方面存在困難。此外，移動對象的傳統(tǒng)定位方法使用動態(tài)編程算法作為匹配算法。而動 態(tài)編程算法對誤差非常敏感，從而極大地降低了定位精度。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明實(shí)施例的一方面在于提供一種用于正確地4企測移動機(jī)器人 的位置的移動機(jī)器人的定位方法。另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中被闡述，部分地從該描述 變得清楚，或者可通過實(shí)施本發(fā)明而得知。根據(jù)實(shí)施例，可通過提供一種移動機(jī)器人的定位方法來實(shí)現(xiàn)上述和/或其它方面，所述方法包括通過移動機(jī)器人捕獲第一全向圖像；確認(rèn)捕獲到與 第一全向圖像具有高相關(guān)性的第二全向圖像的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)移動機(jī)器人 到達(dá)所述至少 一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的捕獲到與第 一全向圖像具有最高相關(guān)性的第二全 向圖像的第 一節(jié)點(diǎn)時(shí)，確定移動機(jī)器人位于第 一節(jié)點(diǎn)處。所述方法還包括當(dāng)?shù)?一 節(jié)點(diǎn)的第二全向圖像與捕獲到的第 一全向圖像 之間的相關(guān)系數(shù)高于參考值時(shí)，確定移動機(jī)器人到達(dá)第 一 節(jié)點(diǎn)。所述方法還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)與前一第一節(jié)點(diǎn)相同而且第一節(jié)點(diǎn)的第二 全向圖像與捕獲到的第 一全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)逐漸增大并隨后減小時(shí)， 確定移動機(jī)器人到達(dá)第 一 節(jié)點(diǎn)。所述方法還包括當(dāng)?shù)?一節(jié)點(diǎn)的第二全向圖像與捕獲到的第 一全向圖像 之間的相關(guān)系數(shù)逐漸增大并且隨后不減小時(shí)，使移動機(jī)器人連續(xù)移動到第一 節(jié)點(diǎn)。所述方法還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)與前一第一節(jié)點(diǎn)不同時(shí)，使移動機(jī)器人移 動到第一節(jié)點(diǎn)。優(yōu)選地，所述方法還包括當(dāng)移動機(jī)器人向第一節(jié)點(diǎn)移動時(shí)，通過移動 機(jī)器人確定所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn)是否有效，其 中，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"0"時(shí)，保持移動機(jī)器人的移動方向，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn) 的數(shù)量為'T，時(shí)，移動機(jī)器人從有效節(jié)點(diǎn)移動到第一節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù) 量為"2"時(shí)，移動機(jī)器人從由第一節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的重心 移動到第一節(jié)點(diǎn)。所述相關(guān)性中的每個(gè)指示兩個(gè)全向圖像的當(dāng)前線之間的相關(guān)性。 所述相關(guān)性中的每個(gè)通過相關(guān)系數(shù)來表示，可通過下面的等式計(jì)算相關(guān) 系數(shù)Vc (o)'cw(o)其中，戶fr)指示相關(guān)系數(shù)，r指示旋轉(zhuǎn)角，C^指示互相關(guān)值，Cn和C^ 指示自相關(guān)值?？赏ㄟ^快速傅立葉變換(FFT)來計(jì)算互相關(guān)值。通過提供一種移動機(jī)器人的定位方法來實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，該方法 包括通過移動機(jī)器人捕獲第一全向圖像；確認(rèn)捕獲到與第一全向圖像具有高相關(guān)性的第二全向圖像的至少 一個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)移動機(jī)器人到達(dá)捕獲到與捕獲 到的第 一全向圖像具有最高相關(guān)性的第二全向圖像的第 一節(jié)點(diǎn)時(shí)，確定移動 機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)，當(dāng)移動機(jī)器人沒有到達(dá)第一節(jié)點(diǎn)時(shí)，使移動機(jī)器人移 動到第一節(jié)點(diǎn)。所述方法還包括確定所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié) 點(diǎn)是否有效，并使移動機(jī)器人沿著根據(jù)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量確定的航向角移動， 從而移動機(jī)器人接近第一節(jié)點(diǎn)。所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以為"3",當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"0"時(shí)，移 動機(jī)器人的移動方向可被設(shè)置為航向角，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"1"時(shí)，從有 效節(jié)點(diǎn)到第一節(jié)點(diǎn)的方向被設(shè)置為航向角方向，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"2"時(shí)， 從由第一節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的重心到第一節(jié)點(diǎn)的方向被設(shè)置 為航向角。所述相關(guān)性中的每個(gè)指示兩個(gè)全向圖像的當(dāng)前線之間的相關(guān)性。 所述相關(guān)性中的每個(gè)通過相關(guān)系數(shù)來表示，可通過下面的等式計(jì)算相關(guān) 系數(shù)<formula>formula see original document page 7</formula>其中，戶W指示相關(guān)系數(shù)，T指示旋轉(zhuǎn)角，c^指示互相關(guān)值，c^和c^指示自相關(guān)值?？赏ㄟ^快速傅立葉變換(FFT)來計(jì)算互相關(guān)值。當(dāng)除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn)在第一節(jié)點(diǎn)的有效范圍內(nèi)時(shí)，所述節(jié)點(diǎn) 可被確定為有效。通過提供一種移動機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)前述和/或其他方面，所述移動機(jī)器人包 括全向相機(jī)，通過移動機(jī)器人捕獲全向圖像；相關(guān)系數(shù)計(jì)算器，計(jì)算所捕 獲的全向圖像與在移動機(jī)器人的可移動空間內(nèi)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置處捕獲的 至少一個(gè)第二全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)，第一節(jié)點(diǎn)位置是所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn) 位置中具有最高相關(guān)系數(shù)的節(jié)點(diǎn)位置；控制器，當(dāng)相關(guān)系數(shù)計(jì)算器計(jì)算出相 關(guān)系數(shù)不大于參考值并且第一節(jié)點(diǎn)位置不等于前一第一節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，將移動 機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置，當(dāng)相關(guān)系數(shù)大于參考值時(shí)，所述控制器確定移 動機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)位置處。當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)位置不等于前一第一節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，控制器將移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置。當(dāng)相關(guān)系數(shù)不大于參考值，第一節(jié)點(diǎn)位置等于前一第一節(jié)點(diǎn)位置，第一 節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)小于前一第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)，前一第一節(jié)點(diǎn)位置 的相關(guān)系數(shù)大于在前一第一節(jié)點(diǎn)位置之前的其他第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù) 時(shí)，控制器確定移動機(jī)器人在第一節(jié)點(diǎn)位置處。當(dāng)相關(guān)系^t不大于參考值，第一節(jié)點(diǎn)位置等于前一第一節(jié)點(diǎn)位置，并且 第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)不小于前一第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)時(shí)，控制器將 移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置。


通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚和更易于理解，其中圖1示出根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的移動機(jī)器人的外觀；圖2是示出根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的由圖1所示的全向相機(jī)捕獲的剖面的結(jié)構(gòu)圖；圖3示例性地示出根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的由圖1所示的全向相機(jī)捕獲的全向圖像；圖4是示出根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的移動機(jī)器人的框圖；圖5示例性地示出移動機(jī)器人的可移動空間的節(jié)點(diǎn)；圖6示例性地示出圖3的全向圖像的當(dāng)前線；圖7是示出根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的機(jī)器人定位方法的流程圖；圖8是詳細(xì)示出圖7中的操作56的流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號始終 表示相同的部件。以下參照附圖來描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明。參照圖1,根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的移動機(jī)器人10包括機(jī)器人主體12和安裝 到機(jī)器人主體12上的全向相機(jī)11。如圖2所示，全向相機(jī)11包括全向鏡頭 lla和CCD元件llb。參照圖2，曲面鏡附于全向相機(jī)11的前部分，從而獲取全向相機(jī)附近的 360°的圖像。更詳細(xì)地講，空間點(diǎn)Xmir在位于曲面鏡上的特定點(diǎn)xmir處被反射，在CCD元件llb上形成圖像，從而在最終圖《象上出現(xiàn)點(diǎn)ximg。點(diǎn)xmir 全向分布，從而全向相機(jī)可捕獲其附近360。的圖像。參照圖4,包括圖1或圖2所示的組成部件的移動機(jī)器人IO還包括用于 存儲節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的存儲器30和用于控制移動機(jī)器人10的控制器20。如圖5所示，節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包括指示機(jī)器人的可移動空間的各節(jié)點(diǎn)位置的節(jié) 點(diǎn)地圖、相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的全景圖像以及全景圖像的當(dāng)前線(currentline )。節(jié)點(diǎn)地 圖的每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置作為坐標(biāo)值被存儲。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的全向圖像由能夠在各節(jié)點(diǎn) 處從機(jī)器人10捕獲圖像的全向相機(jī)11獲取。這樣，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處捕獲全向 圖像的情況下，優(yōu)選的是，全向相機(jī)11可被設(shè)置為面對相同的捕獲方向。如 圖6所示，當(dāng)前線指示平行于全向圖像的表面(或底面)的平面?？刂破靼▓D像處理器22和相關(guān)系數(shù)計(jì)算器21。圖像處理器22對全向 相機(jī)11捕獲的全向圖像執(zhí)行預(yù)處理。圖3的全向圖像的無意義部分被切除， 對圓環(huán)形的圓執(zhí)行直方圖均衡化以執(zhí)行圖像處理。如果圖像處理器22完成了圖像處理，那么控制器20提取上述當(dāng)前線。 在這種情況下，在全向圖像的原點(diǎn)處設(shè)立當(dāng)前線，并且可考慮快速傅立葉變 換(FFT)的特性通過2的平方(即，通過圖像處理器22)來計(jì)算當(dāng)前線的 分辨率以計(jì)算相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)計(jì)算器21計(jì)算機(jī)器人10所捕獲的全向圖像的第一當(dāng)前線與從 各節(jié)點(diǎn)獲取的第二當(dāng)前線之間的相關(guān)系數(shù)，該相關(guān)系數(shù)由下面的等式來表示<formula>formula see original document page 9</formula>其中，/)^是相關(guān)系數(shù)，T是旋轉(zhuǎn)角，(；是互相關(guān)值，c^和c",是自相關(guān)值。在上面的等式中，最高的相關(guān)系數(shù)被設(shè)置為"r，。相關(guān)系數(shù)的絕對值越 接近't，，相互比較的全向圖像的當(dāng)前線之間的相似程度越高。此外，通過FFT計(jì)算C甲傅立葉變換對頻域和時(shí)域之間包含的數(shù)值序列進(jìn)行變換，基于傅立葉變 換方案使用數(shù)值計(jì)算選擇一系列時(shí)間釆樣，測量所選擇的時(shí)間采樣的頻率分 量，并使用多種頻率來計(jì)算在時(shí)間采樣序列中將出現(xiàn)多少能量。假設(shè)高速執(zhí) 行上述傅立葉變換方案，那么實(shí)現(xiàn)快速傅立葉變換方案。盡管傅立葉變換方 案還可計(jì)算具有特定長度的分辨率序列，但是為了將FFT的優(yōu)點(diǎn)最大化，當(dāng)前線的分辨率必須^^設(shè)置為2的平方。以下將參照圖7和圖8來描述識別移動機(jī)器人的位置的方法(即，機(jī)器 人定位方法)。如果移動機(jī)器人IO位于預(yù)定的空間點(diǎn)處，那么在操作40移動 機(jī)器人10的全向相機(jī)11捕獲全向圖像。捕獲的全向圖像經(jīng)圖像處理器22被 發(fā)送給相關(guān)系數(shù)計(jì)算器21。相關(guān)系數(shù)計(jì)算器21在操作42計(jì)算全向圖像的當(dāng) 前線與在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處捕獲的全向圖像的第二當(dāng)前線之間的相關(guān)系數(shù)。如果計(jì)算了每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)，那么控制器20在操作44根據(jù)捕獲的 全向圖像選擇具有高相關(guān)性(即，相關(guān)系數(shù)的絕對值大)的三個(gè)節(jié)點(diǎn)。接下 來，在操作46，控制器20確定所述三個(gè)節(jié)點(diǎn)中具有最高相關(guān)系數(shù)的特定節(jié) 點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)，并確定第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)是否高于參考值。在這種情況下， 可以考慮全向相機(jī)11的規(guī)格來選擇所述參考值，而且可將所述參考值設(shè)置為 接近1的任何值。如果第 一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)高于參考值，那么控制器20確定移動機(jī)器人 10的全向圖像和第一節(jié)點(diǎn)的第二全向圖像之間的當(dāng)前線存在高相關(guān)性，從而 控制器20在操作52確定移動機(jī)器人10位于第一節(jié)點(diǎn)。如果第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)等于或小于參考值，那么控制器20在操作48 確定當(dāng)前第一節(jié)點(diǎn)是否與前一第一節(jié)點(diǎn)相同。該操作適于確定移動機(jī)器人是 否在特定節(jié)點(diǎn)附近連續(xù)移動，盡管機(jī)器人不位于與所述特定節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn) 處。如果在操作48當(dāng)前第一節(jié)點(diǎn)與前一第一節(jié)點(diǎn)相同，那么控制器20在操 作50確定當(dāng)前第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)(C[O])是否小于前一第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系 數(shù)(C[l]),前一第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)(C[l])是否高于在該前一第一節(jié)點(diǎn)之 前的前一第一節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)(C[2])，該前一第一節(jié)點(diǎn)之前的前一第一節(jié)點(diǎn) 的相關(guān)系數(shù)(C[2])是否高于C[2]所代表的節(jié)點(diǎn)之前的另一前一第一節(jié)點(diǎn)的 相關(guān)系數(shù)(C[3])。在這種情況下，C[n-l](其中，n為自然數(shù))是當(dāng)前被計(jì) 算的或者已經(jīng)被計(jì)算并被存儲在存儲器30中直到在操作54被刪除的第一節(jié) 點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)。如果滿足上述條件，那么控制器20確定移動機(jī)器人10逐漸接近第一節(jié) 點(diǎn)而且隨后離開第一節(jié)點(diǎn)，從而在操作52確定移動機(jī)器人IO位于第一節(jié)點(diǎn)。 然而，如果由于存儲在存儲器30中的C[n-l](其中，n為自然數(shù))的數(shù)量小 于"4"或者C[n-l]持續(xù)增加而導(dǎo)致不滿足上述條件，那么控制器20在操作56確定移動機(jī)器人10沒有到達(dá)第一節(jié)點(diǎn)，并使移動機(jī)器人繼續(xù)向第 一節(jié)點(diǎn)移動。同時(shí)，如果在操作48當(dāng)前第一節(jié)點(diǎn)不同于前一第一節(jié)點(diǎn)，那么控制器確 定移動機(jī)器人10向當(dāng)前第一節(jié)點(diǎn)而非前一第一節(jié)點(diǎn)移動，并在操作54從存 儲器30中刪除C[n-l](其中，n為自然數(shù))以確定移動機(jī)器人10是否接近前 一第一節(jié)點(diǎn)。移動機(jī)器人10在操作56向新的第一節(jié)點(diǎn)移動。如圖8所示，為了向第一節(jié)點(diǎn)移動，移動機(jī)器人IO在操作56-1確定從 上述三個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇的除了第一節(jié)點(diǎn)以外的其余兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有效?？梢酝?過各種方式設(shè)立有效條件。然而，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是基于第 一節(jié)點(diǎn)的至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任何一個(gè)，那么確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是有效的。例如， 如果圖5的節(jié)點(diǎn)"33"為第一節(jié)點(diǎn)，那么有效范圍對應(yīng)于虛線范圍。如果具 有高相關(guān)系數(shù)的其余兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)"41"和節(jié)點(diǎn)"42"，那么由于節(jié)點(diǎn)"41" 和節(jié)點(diǎn)"42"包含在有效范圍內(nèi)，所以上述兩個(gè)節(jié)點(diǎn)^^確定為有效節(jié)點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)的有效測試完成，那么在操作56-2檢測移動機(jī)器人10的旋轉(zhuǎn) 角。移動機(jī)器人10的旋轉(zhuǎn)角是移動機(jī)器人10的捕獲方向(例如，從圖5的 下部到上部的方向)和行進(jìn)方向之間的角。接下來，在操作56-3確定移動機(jī) 器人的航向角(heading angle )。移動機(jī)器人10的航向角指示移動機(jī)器人10 的行進(jìn)方向和捕獲方向之間的角，從而移動機(jī)器人10可根據(jù)航向角接近第一 節(jié)點(diǎn)。根據(jù)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量通過不同的方法來確定移動機(jī)器人10的航向角。換 句話說，如果在操作44中選擇的三個(gè)節(jié)點(diǎn)中的除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余兩個(gè) 節(jié)點(diǎn)都不是有效的，那么所設(shè)立的移動機(jī)器人的行進(jìn)方向被設(shè)置為航向角。 如果所述其余兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是有效的，那么確定移動機(jī)器人10位 于第一節(jié)點(diǎn)和有效節(jié)點(diǎn)之間，并且在第一節(jié)點(diǎn)的方向上而非有效節(jié)點(diǎn)的方向 上設(shè)立移動機(jī)器人10的航向角，以便移動機(jī)器人10可沿著第一節(jié)點(diǎn)的方向 移動。最后，如果所述其余兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都是有效的，那么控制器20確定移動機(jī)器 人10位于由第一節(jié)點(diǎn)和所述兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形中。為了允許移動機(jī) 器人IO接近第一節(jié)點(diǎn)，從所述三角形的重心到第一節(jié)點(diǎn)的特定方向被確定為 移動機(jī)器人10的4元向角。如果提取了移動機(jī)器人10的航向角，那么控制器20使移動機(jī)器人10的行進(jìn)方向從旋轉(zhuǎn)角改變?yōu)楹较蚪?，從而移動機(jī)器人IO在操作56-4移動。上 述過程返回到操作40,并再次執(zhí)行圖7的循環(huán)。從上述描述清楚的是，如果移動機(jī)器人沒有到達(dá)特定節(jié)點(diǎn)，那么根據(jù)當(dāng) 前實(shí)施例的機(jī)器人定位方法將移動機(jī)器人繼續(xù)移動到特定節(jié)點(diǎn)。僅當(dāng)確定移 動機(jī)器人已經(jīng)到達(dá)特定節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述機(jī)器人定位方法才確定移動機(jī)器人位于 特定節(jié)點(diǎn)，從而可正確識別出移動機(jī)器人的位置。當(dāng)前實(shí)施例在移動機(jī)器人接近特定節(jié)點(diǎn)時(shí)確定該特定節(jié)點(diǎn)是否有效，并 多次修改移動機(jī)器人的航向角直到移動機(jī)器人到達(dá)所述特定節(jié)點(diǎn)，以便移動 機(jī)器人可識別其準(zhǔn)確位置。盡管沒有移動機(jī)器人的前一位置數(shù)據(jù)，但是當(dāng)前實(shí)施例可準(zhǔn)確地識別出 移動機(jī)器人的位置，從而其可被有效地用于識別機(jī)器人的初始位置，并可解 決移動機(jī)器人的位置被突然改變的綁架(kidnap)問題。盡管示出并描述了一個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫 離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范 圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種移動機(jī)器人的定位方法，該方法包括通過移動機(jī)器人捕獲第一全向圖像；確認(rèn)捕獲到與第一全向圖像具有高相關(guān)性的第二全向圖像的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)移動機(jī)器人到達(dá)所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的捕獲到與第一全向圖像具有最高相關(guān)性的第二全向圖像的第一節(jié)點(diǎn)時(shí)，確定移動機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)處。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)的第二全向圖像與捕 獲到的第一全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)高于參考值時(shí)，確定移動機(jī)器人到達(dá)第 一節(jié)點(diǎn)。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)與前一第一節(jié)點(diǎn)相同 而且第 一節(jié)點(diǎn)的第二全向圖像與捕獲到的第 一全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)逐漸 增大并隨后減小時(shí)，確定移動機(jī)器人到達(dá)第 一 節(jié)點(diǎn)。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)的第二全向圖像與捕 獲到的第一全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)逐漸增大并且隨后不減小時(shí)，使移動機(jī) 器人繼續(xù)移動到第一節(jié)點(diǎn)。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)與前一第一節(jié)點(diǎn)不同 時(shí)，使移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括當(dāng)移動機(jī)器人向第一節(jié)點(diǎn)移動時(shí)， 通過移動機(jī)器人確定所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn)是否 有效，其中，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"0"時(shí)，保持移動機(jī)器人的移動方向，當(dāng)有 效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為'T，時(shí)，移動機(jī)器人從有效節(jié)點(diǎn)移動到第一節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有效節(jié) 點(diǎn)的數(shù)量為"2"時(shí)，移動機(jī)器人^v由第一節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形 的重心移動到第一節(jié)點(diǎn)。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述相關(guān)性中的每個(gè)指示兩個(gè)全向 圖像的當(dāng)前線之間的相關(guān)性。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述相關(guān)性中的每個(gè)通過相關(guān)系數(shù) 來表示，通過下面的等式計(jì)算相關(guān)系數(shù)<formula>formula see original document page 3</formula>其中，pfT)指示相關(guān)系數(shù)，T指示旋轉(zhuǎn)角，Cw指示互相關(guān)值，C^和C^ 指示自相關(guān)值。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過快速傅立葉變換來計(jì)算互相關(guān)值。
10、 一種移動^L器人的定位方法，該方法包括 通過移動機(jī)器人捕獲第 一全向圖像；確認(rèn)捕獲到與第 一全向圖像具有高相關(guān)性的第二全向圖像的至少 一個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)移動機(jī)器人到達(dá)捕獲到與捕獲到的第 一全向圖像具有最高相關(guān)性的第 二全向圖像的第一節(jié)點(diǎn)時(shí)，確定移動機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)，當(dāng)移動機(jī)器人沒 有到達(dá)第 一節(jié)點(diǎn)時(shí)，使移動機(jī)器人移動到第 一節(jié)點(diǎn)。
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括確定所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中除了 第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn)是否有效，并使移動機(jī)器人沿著根據(jù)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù) 量確定的航向角移動，從而移動機(jī)器人接近第一節(jié)點(diǎn)。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"3"， 并且當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"0"時(shí)，移動機(jī)器人的移動方向被設(shè)置為航向角， 當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"1"時(shí)，從有效節(jié)點(diǎn)到第一節(jié)點(diǎn)的方向被設(shè)置為航向角 方向，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"2"時(shí)，從由第一節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三 角形的重心到第 一 節(jié)點(diǎn)的方向被設(shè)置為航向角。
13、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述相關(guān)性中的每個(gè)指示兩個(gè)全 向圖像的當(dāng)前線之間的相關(guān)性。
14、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述相關(guān)性中的每個(gè)通過相關(guān)系 數(shù)來表示，通過下面的等式計(jì)算相關(guān)系數(shù)<formula>formula see original document page 3</formula>^(0)其中，/ W指示相關(guān)系數(shù)，T指示旋轉(zhuǎn)角，(；指示互相關(guān)值，c^和c^指示自相關(guān)值。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過快速傅立葉變換來計(jì)算互相 關(guān)值。
16、 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括當(dāng)移動機(jī)器人向第一節(jié)點(diǎn)移動 時(shí)，通過移動機(jī)器人確定所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn) 是否有效，其中，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為"0"時(shí)，保持移動機(jī)器人的移動方向，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn) 的數(shù)量為'T，時(shí)，移動機(jī)器人從有效節(jié)點(diǎn)移動到第一節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有效節(jié)點(diǎn)的數(shù) 量為"2"時(shí)，移動才幾器人從由第一節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)有效節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的重心 移動到第一節(jié)點(diǎn)。
17、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，當(dāng)除了第一節(jié)點(diǎn)之外的其余節(jié)點(diǎn) 在第一節(jié)點(diǎn)的有效范圍內(nèi)時(shí)，所述節(jié)點(diǎn)被確定為有效。
18、 一種移動^/L器人，包括 全向相機(jī)，通過移動機(jī)器人捕獲全向圖像；相關(guān)系數(shù)計(jì)算器，計(jì)算所捕獲的全向圖像與在移動機(jī)器人的可移動空間 內(nèi)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置處捕獲的至少一個(gè)第二全向圖像之間的相關(guān)系數(shù)，第 一節(jié)點(diǎn)位置是所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置中具有最高相關(guān)系數(shù)的節(jié)點(diǎn)位置；控制器，當(dāng)相關(guān)系數(shù)計(jì)算器計(jì)算出相關(guān)系數(shù)不大于參考值并且第一節(jié)點(diǎn) 位置與前一第一節(jié)點(diǎn)位置不同時(shí)，將移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置，當(dāng)相 關(guān)系數(shù)大于參考值時(shí)，所述控制器確定移動機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)位置處。
19、 如權(quán)利要求18所述的移動機(jī)器人，其中，當(dāng)?shù)谝还?jié)點(diǎn)位置與前一第 一節(jié)點(diǎn)位置不同時(shí)，控制器將移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置。
20、 如權(quán)利要求18所述的移動機(jī)器人，其中，當(dāng)相關(guān)系數(shù)不大于參考值， 第一節(jié)點(diǎn)位置與前一第一節(jié)點(diǎn)位置相同，第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)小于前一 第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)，前一第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)大于在前一第一節(jié) 點(diǎn)位置之前的其他第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)時(shí)，控制器確定移動機(jī)器人在第 一節(jié)點(diǎn)位置處。
21、 如權(quán)利要求18所述的移動機(jī)器人，其中，當(dāng)相關(guān)系數(shù)不大于參考值， 第一節(jié)點(diǎn)位置與前一第一節(jié)點(diǎn)位置相同，并且第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)不小 于前一第一節(jié)點(diǎn)位置的相關(guān)系數(shù)時(shí)，控制器將移動機(jī)器人移動到第一節(jié)點(diǎn)位置。
全文摘要
公開了一種移動機(jī)器人的定位方法，該方法包括通過移動機(jī)器人捕獲第一全向圖像；確認(rèn)捕獲到與第一全向圖像具有高相關(guān)性的第二全向圖像的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)移動機(jī)器人到達(dá)所述至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的捕獲到與第一全向圖像具有最高相關(guān)性的第二全向圖像的第一節(jié)點(diǎn)時(shí)，確定移動機(jī)器人位于第一節(jié)點(diǎn)處。
文檔編號B25J5/00GK101271333SQ20081000200
公開日2008年9月24日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者盧慶植, 尹碩浚, 閔丞基, 韓宇燮 申請人:三星電子株式會社