【摘要】 一种基于主动全景视觉传感器的机器人视觉系统，包括全方位视觉传感器、关键面激光光源以及用于对全方位图像进行三维立体摄像测量、障碍物检测、避障和导航的微处理器，所述全方位视觉传感器与所述关键面激光光源配置在同一根轴心线上；所述的微处理器中包括：视频图像读取模块、全方位视觉传感器标定模块、Bird-View变换模块、全方位面激光信息读取模块、障碍物特征点计算模块、关键面之间的障碍物空间分布估算模块、障碍物轮廓线生成模块和存储单元；将关键面激光扫描的空间数据点与全景图像中相应像素点进行数据融合，使得空间点同时具有几何信息和颜色信息，最终建立未知环境下的准三维全景地图，能减少计算机资源消耗、快速完成测量、方便机器人的避障和导航。 微信 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江工业大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310014 浙江省杭州市下城区潮王路18号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】临安区 【申请号】CN201210133595.9 【申请日】2012-04-28 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102650886B 【公开公告日】2014-03-26 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102650886B 【授权公告日】2014-03-26 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G05D1/02 【发明人】汤一平; 周静恺; 王鼎; 徐海涛; 刘康; 林璐璐 【主权项内容】 1.一种基于主动全景视觉传感器的机器人视觉系统，包括全方位视觉传感器以及用于对全方位图像进行三维立体摄像测量、障碍物检测、避障和导航的微处理器；所述全方位视觉传感器包括双曲面镜面、上盖、透明半圆形外罩、下固定座、摄像单元固定座、摄像单元、连接单元和上罩；所述的双曲面镜面固定在所述的上盖上，所述的连接单元将所述的下固定座和透明半圆形外罩连接成一体，所述的透明半圆形外罩与所述的上盖以及所述的上罩固定在一起，所述的摄像单元固定在所述的摄像单元固定座上，所述的摄像单元固定座固定在所述的下固定座上，所述的摄像单元与所述微处理器连接； 所述的基于主动全景视觉传感器的机器人视觉系统，其特征在于：关键面激光光源，所述全方位视觉传感器与所述关键面激光光源配置在同一根轴心线上； 所述关键面激光光源包括红光线激光发生单元、线激光发生组合单元、绿光线激光发生单元、支撑杆和底盘；所述的绿光线激光发生单元固定在所述的线激光发生组合单元的孔中形成一个发出绿光的全方位面激光光源单元，所述的红光线激光发生单元固定在所述的线激光发生组合单元的孔中形成一个发出红光的全方位面激光光源单元，所述的支撑杆垂直固定在所述的底盘上，所述的发出绿光的全方位面激光光源单元和所述的发出红光的全方位面激光光源单元分别固定在所述的支撑杆的两端； 所述微处理器包括： 视频图像读取模块，用于读取全方位视觉传感器的视频图像，并保存在存储单元中，其输出与全方位视觉传感器标定模块和Bird-View变换模块连接； 全方位视觉传感器标定模块，用于确定三维空间点和摄像机成像平面上的二维图像点之间映射关系的参数，标定后的参数存放在所述的存储单元中； Bird-View变换模块，用于读取存放在所述的存储单元中的全方位视觉传感器的标定参数值，通过Bird-View变换来修正全方位视觉成像后严重扭曲变形，将全方位图像变换为Bird-View视图，Bird-View视图为鸟类俯瞰着这个地面上所形成的图像，变换后得到的Bird-View视图存放在所述的存储单元中； 全方位面激光信息读取模块，用于对Bird-View视图进行处理快速获取空间或物体表面三维数据点的几何信息，其计算结果递交给障碍物特征点计算模块； 障碍物特征点计算模块，用于计算和标示移动机器人周围的障碍物特征点的分布情况，其计算结果递交给关键面之间的障碍物空间分布估算模块； 关键面之间的障碍物空间分布估算模块，用于评估在全方位视场内两个关键面之间存在的障碍物，估算结果递交给障碍物轮廓线生成模块； 障碍物轮廓线生成模块，用于自动生成以移动机器人为中心的周边障碍物轮廓线； 避障路径的估算模块，用于判断机器人是否能通过非障碍物区域；首先要估算出非障碍物区域的宽度值，根据没有障碍物存在的区域的方位信息以及该区域离障碍物的距离值用公式(13)进行估算， 式中，Ρpath为没有障碍物存在的区域的宽度，β1为左侧障碍物和没有障碍物分界线的方位角，β2为右侧障碍物和没有障碍物分界线的方位角，Rm为在β1和β2方位角情况下的障碍物距离的平均值； 最后将机器人的最大宽度值乘上1.1倍得到机器人最小通过宽度RobotW，如果RobotW小于没有障碍物存在的区域的宽度Ρpath就判断机器人可以通过该区域，否则判断不能通过该区域。 【当前权利人】浙江工业大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市下城区潮王路18号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】1233000047000441XK 【引证次数】8.0 【自引次数】3.0 【他引次数】5.0 【家族引证次数】9.0 【家族被引证次数】24

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