本實用新型涉及機器人領(lǐng)域，具體是一種基于機器視覺識別的自動尋找充電樁機器人。

背景技術(shù)：

隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，機器人在檢測到自身電量不足的時候?qū)灾鲗ふ页潆姌?，對?zhǔn)和對接充電樁，最后實現(xiàn)充電。有采用紅外收發(fā)機器，超聲波技術(shù)，激光掃描，以及視覺識別彩色圖形輔助機器人尋找充電樁的的具體位置，這些大都存在尋找過程緩慢，定位不準(zhǔn)，成本高，可靠性不高等問題。

iRobot公司生產(chǎn)的Roomba真空除塵機器人在充電站及機器人分別裝有360度紅外發(fā)射/接收器，機器人通過360度的紅外接收器來接收充電站的紅外對接信號，進而找到充電站的具體位置，實現(xiàn)與充電站的自動對接，這種采用360度紅外發(fā)射/接收器實現(xiàn)自主對接的方法必須將360度紅外發(fā)射/接收器分置于充電站及機器人的頂端位置，對機器人及充電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計有限制，只能用于特定的機器人，其通用性較差。ActiveMedia 公司的 Pioneer 機器人采用激光掃描儀識別充電站的形狀來找到充電站的具體位置， 實現(xiàn)與充電站的自動對接， 這種自主對接方法中的對接信號識別需要繁重的計算， 激光掃描的運行功率也較高，其軟硬件成本較高。

現(xiàn)有尋找充電樁的技術(shù)存在過程緩慢，定位不準(zhǔn)，成本高，可靠性不高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的基于機器視覺識別的自動尋找充電樁機器人，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于機器視覺識別的自動尋找充電樁機器人，包括機器視覺處理器、機器人控制器、運動系統(tǒng)、FLASH、SDRAM和攝像頭，所述機器視覺處理器分別連接機器人控制器、FLASH、SDRAM和攝像頭，機器人控制器還連接運動系統(tǒng)。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述機器視覺處理器是單片機、FPGA或者DSP中的一種。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述機器視覺處理器和機器人控制器是通過UART接口相連接的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型基于機器視覺識別的自動尋找充電樁機器人采用基于紅外光識別充電樁上的圖形，避免了日常光照對其識別的干擾，特定的圖形用于機器視覺識別有利于提高機器視覺識別的可靠性。機器視覺識別以每秒60幀的速度輸出識別結(jié)果，識別過程快速，有利于機器人根據(jù)識別結(jié)果快速調(diào)整自身位姿，快速對準(zhǔn)充電樁。采用模糊控制思想和逐次逼近算法控制機器人在向充電樁方向移動的過程快速調(diào)整自身位姿，提高了機器人自主充電的靈活性和智能性。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是充電樁對準(zhǔn)圖形；

圖3為機器人尋找并對接充電樁流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-3，一種基于機器視覺識別的自動尋找充電樁機器人，包括機器視覺處理器、機器人控制器、運動系統(tǒng)、FLASH、SDRAM和攝像頭，所述機器視覺處理器分別連接機器人控制器、FLASH、SDRAM和攝像頭，機器人控制器還連接運動系統(tǒng)。

機器視覺處理器是單片機、FPGA或者DSP中的一種。機器視覺處理器和機器人控制器是通過UART接口相連接的。

本實用新型的工作原理是：本實用新型包含兩個部分，一個是機器視覺識別系統(tǒng)和充電樁圖形。機器視覺識別系統(tǒng)框圖如圖1所示，攝像頭表面貼有截止非紅外波長光的濾光片，濾除非紅外光，只保留850nm左右波長段的不可見紅外光進入攝像頭，機器視覺處理器可以采用單片機，F(xiàn)PGA或者DSP來實現(xiàn)，其負責(zé)采集圖像，對圖像進行二值化，連通域識別，根據(jù)連通域識別結(jié)果，選擇充電樁左右兩個圖形的連通域，計算充電樁兩個圖形的的中心坐標(biāo)和寬度， 最后將識別結(jié)果通過UART口輸出給機器人控制器，機器人控制器根據(jù)充電樁圖像的坐標(biāo)和寬度控制機器人運動系統(tǒng)調(diào)整機器人運動方向和速度，尋找并對準(zhǔn)充電樁，最后對接充電樁實現(xiàn)自主充電。

充電樁圖形如圖2所示，其包含左右兩個圖形，白色部分為850nm波長紅外光透過的區(qū)域，黑色部分為非紅外光透過的區(qū)域。機器人視覺通過識別紅外光，左右兩邊圖形分別有三個連通域，其中兩個小的連通域的包含在一個大的連通域里面。通過這些特征確定充電樁的位置。

機器人尋找并對接充電樁流程圖如圖3所示，采用模糊控制思想和逐次逼近算法控制機器人在向充電樁方向移動的過程快速調(diào)整自身位姿，機器人每次行走10cm后，調(diào)整機器人角度，使其正對著充充電樁的中心，通過多次迭代逐步逼近，機器人將會對準(zhǔn)充電樁，然后實現(xiàn)對接機器人實現(xiàn)自主充電。其中通過判斷左右兩個圖形在圖像中的水平方向左邊的平均值avg_x是否在圖像的中間center_x來判斷充電樁是否在機器人正中間。如果avg_x 等于center_x, 充電樁位于機器人正中間，如果avg_x 小于center_x，充電樁位于機器人左邊，如果avg_x 大于center_x，充電樁位于機器人右邊。