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    重庆时时彩赌什么好: 基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航系统及方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    CN201610671846.7

    申请日:

    2016.08.12

    公开号:

    CN106227212A

    公开日:

    2016.12.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05D 1/02申请日:20160812|||公开
    IPC分类号: G05D1/02 主分类号: G05D1/02
    申请人: 天津大学
    发明人: 徐岩; 张家赫; 马建国
    地址: 300072 天津市南开区卫津路92号
    优先权:
    专利代理机构: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 李丽萍
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610671846.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.02.22|||2017.01.11|||2016.12.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航系统,包括定位导航终端和铺设在导航区域内的由多块两种色彩间隔布置的方块地板构成的栅格化地板,方块地板的边长由所需的导航定位精度和图像采集与识别??榈姆直媛世慈范?;方块地板按二维矩阵方式进行矩阵编号作为方块地板方格的坐标;定位导航终端是集定位、交互、导航、运动控制于一体的智能终端,至少包括中央控制???、图像采集与识别???、运动控制???、交互??楹驼习惚苣??;利用预先铺设在地面上经过矩阵编号的栅格化地板图案作为定位基准,在输入初始位置信息后,利用传感器感知地面上图案的变化,从而确定物体移动的距离和方向,实现精度可控的自主室内定位。

    权利要求书

    1.一种基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航系统,包括定位导航终端和数据
    存储装置,其特征在于:
    所述定位导航终端是集定位、交互、导航、运动控制于一体的智能终端,所述定位导航
    终端至少包括中央控制???、图像采集与识别???、运动控制???、交互??楹驼习惚苣?br />块;
    室内导航系统还包括铺设在导航区域内的栅格化地板,所述栅格化地板由多块两种色
    彩间隔布置的方块地板构成,两种色彩的选择按照四色定理选??;所述方块地板的边长由
    所需的导航定位精度和所述图像采集与识别??榈姆直媛世慈范?;对所述栅格化地板中的
    所述方块地板按二维矩阵方式进行矩阵编号,从而确定方块地板方格的坐标;
    所述中央控制??榘ㄐ慈胗谐绦虻奈⒋砥骰蚩刂破?,所述图像采集与识别???、
    运动控制???、交互??楹驼习惚苣?橥ü缏酚胨鲋醒肟刂颇?榱?,所述中央控
    制??榭刂普龅己较低车墓ぷ鞴?,并配合数据存储装置用于存储所需数据;
    所述图像采集与识别??榘杉馔枷翊衅?、红外光图像传感器、紫外光图像传
    感器或X光成像传感器中的一种或多种,用于识别所述栅格化地板的图像信息及被导航物
    体的运动方向,并将采集到的图像信息及物理的运动方向传至所述中央控制??榻写?br />理,所述图像采集与识别??榈陌沧拔恢梦坏己轿锾宓那岸嘶虿嗝?,并面向栅格化地板,
    用于采集地板图像;
    所述运动控制??橛美纯刂票坏己轿锾宓脑硕?;
    所述交互??橹辽侔ㄍㄐ?、信息显示和指令输入功能,用于控制人员随时观察和控
    制整个导航系统的工作状态;
    所述障碍躲避??橹辽侔ǔ衅?、红外测距传感器、激光测距仪以及雷达测距
    传感器,用于被导航物体在运动过程中障碍的识别与躲避;
    数据存储装置至少包括闪存、SD卡和EEPROM,用于存储导航时所需数据,导航时所需数
    据至少包括栅格化地图信息和用户交互产生的信息。
    2.一种基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航方法,其特征在于,利用如权利
    要求1所述基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航系统,导航方法包括以下步骤:
    步骤一、根据被导航物体的当前位置和目的位置进行路径规划,包括:
    1-1)载入栅格化地板图像信息,包括所述栅格化地板中的所有方块地板的编号,栅格
    化地板的铺设范围、地板方格的编号与车间实际位置的对应关系;
    1-2)获取当前信息,包括被导航物体的当前位置坐标和方向;
    1-3)路径规划,在获取被导航物体的当前信息后,由人工或控制系统给定被导航物体
    的目标坐标,将上述被导航物体的当前信息和目标坐标的数据交由中央控制??榘凑兆咧?br />线,拐直角弯的原则完成路径规划;
    步骤二、根据步骤一完成的路径规划实现运动控制与动态校准定位,包括:
    2-1)被导航物体当前方向的调整,物体的当前朝向和经过路径规划需要前进的方向不
    同时,将当前方向调整为路径规划时设定的初始前进方向;
    2-2)判断被导航物体当前点是否需要转弯,若当前点需要转弯,则控制转弯运动,否则
    运动状态为直行;
    2-3)通过图像采集与识别??槎寥”坏己轿锾逅谖恢玫恼じ窕匕逋枷?;
    对于运动状态为直行时,判断当前栅格化地板图像是否处在方块地板方格的边界,如
    果是,则根据被导航物体运动的方向在横坐标或纵坐标的坐标计数加1或减1,从而完成被
    导航物体当前位置坐标的动态更新及校准;
    对于运动状态为转弯时,对所述图像采集与识别??椴杉降恼じ窕匕逋枷窠性?br />处理后获得一幅包含栅格边缘的二值图像,再通过Prewitt算子、Canny算子或索贝尔算子
    边缘检测算法扫描其跳变边缘,并记录该边缘在栅格化地板图像上的坐标;使用霍夫变换
    或最小二乘拟合方法计算出所有栅格边缘的斜率,并通过该斜率判断边缘倾斜角度,若该
    角度值均为0°或90°,则被导航物体的运动方向与X或Y轴平行,否则需要通过运动控制进行
    调整;
    2-4)每完成一次被导航物体当前位置坐标的动态更新及校准后,判断被导航物体当前
    点的坐标是否为预设的目标坐标,若是,完成本次导航任务,准备接受下一次导航任务;否
    则返回步骤2-1);
    贯穿于上述步骤二的全过程,所述障碍躲避??槿羰侗鸬铰肪豆婊脑ど韫斓郎嫌氡?br />导航物体安全距离内存在有障碍物,则中止被导航物体的运动,记录障碍物所在的坐标位
    置,避开障碍物所在的坐标位置,返回步骤1-2)。
    3.根据权利要求2所述基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航方法,其中,步骤
    2-3)中,被导航物体当前位置坐标的动态更新及校准,具体内容如下:
    将采集到的被导航物体所在位置的栅格化地板图像进行阈值分割二值化,然后取二值
    图像的中间若干行的数据,计算其中黑色或白色点比例,若此时该比例低于5%或高于
    95%,则判定系统位于方格内区域,否则是处在两个方格线上,此时,根据被导航物体方向
    确定在横坐标或纵坐标上加1或减1。
    4.根据权利要求2所述基于栅格地图和动态校准的精度可控室内导航方法,其中,步骤
    2-4)中,所述安全距离是用户根据被导航物体的运动速度和质量确定。

    关 键 词:
    基于 栅格 地图 动态 校准 精度 可控 室内 导航系统 方法
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