基于图像识别和隐形喷码的自学习装置及自学习方法

摘要

本发明公开了一种基于图像识别和隐形喷码的自学习装置，包括行走主体，所述行走主体上设置有主控单元，所述主控单元电性连接有驱动系统单元、隐形墨水喷码单元和读码单元。本发明还公开了一种基于图像识别和隐形喷码的自学习的方法。本发明具有能简单、可靠地实现机器人自学习能力，从而能提高机器人技术的智能化和实用性的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及自动化技术，尤其是涉及一种能简单、可靠地实现机器人自学习能力，从而能提高机器人技术的智能化和实用性的自学习装置及自学习方法。

背景技术

现有的机器人自学习技术包括神经网络控制、基于Skinner操作条件反射原理的机器人避障等。神经网络控制是通过传感器探测控制输入的位置、速度、电流等反馈信息进行学习；基于Skinner操作条件的反射原理，是建立机器人的动作集合概率，并令其符合均匀分布，然后随机选取一个动作，计算相应的位置变化，进而根据与障碍及目标距离点计算等算法实现自学习功能。这些的技术算法复杂、较难实现，准确度也很难得到保证。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能简单、可靠地实现机器人自学习能力，从而能提高机器人技术的智能化和实用性的基于图像识别和隐形喷码的自学习装置。

本发明通过以下技术措施实现的，一种基于图像识别和隐形喷码的自学习装置，包括行走主体，所述行走主体上设置有主控单元，所述主控单元电性连接有驱动系统单元、隐形墨水喷码单元、读码单元、传感器单元和摄像单元。

作为一种优选方式，所述隐形墨水喷码单元中的墨水为紫外线隐形墨水。

作为一种优选方式，所述读码单元为紫外光线扫描枪。

作为一种优选方式，所述传感器单元为压力传感器。

作为一种优选方式，所述行走主体为机器人。

作为一种优选方式，所述传感器单元为压力传感器。

本发明还公开了一种基于图像识别和隐形喷码的自学习的方法，包括如下步骤：

第一步：根据目标位置制定预定的移动路线，并在移动过程中依次记录在不同的喷印区域路线坐标进行不同的喷印标记，并在主控单元生成各喷印标记与相应路线坐标的关联；

第二步：当传感器单元检测遇到障碍物发生碰壁时，记录保存路线坐标(x_n,y_n)，通过摄像单元获取和保存场景图像image_n，建立场景图像image_n与路线坐标(x_n,y_n)的关联；

第三步：当下一次移动到路线坐标(x_n,y_n)上一个路线坐标(x_n-1,y_n-1)位置时，通过摄像单元获取场景图像image_n-1，并与场景图像image_n进行比较匹配，如果场景相同部分超过80％，则判断为之前在此位置发生过碰壁，机器人返回或改变移动路线。

作为一种优选方式，所述改变移动路线为删除路线坐标(x_n,y_n)，将路线坐标(x_n-1,y_n-1)与原路线坐标(x_n,y_n)的下一个路线坐标(x_n+1,y_n+1)建立相邻的顺序关系。

作为一种优选方式，所述传感器单元为压力传感器。

作为一种优选方式，所述喷印标记所用的墨水为紫外线隐形墨水。

本发明通过摄像系统获取前方视野图像，主要用于遇到碰壁、摔跤等挫折时，记录保存场景图像，建立“经验”图像库，用于后续的场景比对，遇到与之前相同或相似场景时，根据上次的经验或教训进行合理的响应；本发明模拟婴儿学习过程，同时将图像识别和隐形喷码定位技术相结合，进一步提高学习判断的准确性，简单、可靠地实现机器人自学习能力，能提高机器人技术的智能化和实用性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构框图；

图2为本发明实施例的主程序流程图；

图3为本发明实施例的传感器检测流程图；

图4为本发明实施例的隐形喷印和光线扫描流程图；

图5为本发明实施例的驱动系统单元移动的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

一种基于图像识别和隐形喷码的自学习的装置及方法，请参照图1，自学习装置包括行走主体100，所述行走主体100上设置有主控单元106，所述主控单元106电性连接有驱动系统单元101、隐形墨水喷码单元103、读码单元102、传感器单元104和摄像单元105；本装置的隐形墨水喷码单元103选择BD-588隐形墨水喷码机，采用紫外线隐形墨水，快干环保油墨，无需外接气源及稀释剂，喷印距离5mm～10mm(喷头到地面距离)，在移动路线上每移动一定距离进行喷印，喷印标记为记录了平面路线坐标信息的二维条码，喷码的内容在普通光线下显示为不可见,在特定的紫外光(200-400nm)照射下才清晰可见，通过紫外光线扫描枪读出喷码内容中的定位信息。其工作步骤如下：

第一步：通过人机交互装置200(如输入键盘、电脑、智能手机等)在自学习装置的主控单元106中设置隐形喷印内容(二维码)、喷印区域(如在50cmX50cm)；

第二步：通过主控单元106对初始位置进行喷印标记300，并在主控单元106生成该喷印标记与初始位置坐标(x₀,y₀)的关联；驱动系统单元101行进在移动路线中，在预定的喷印区域进行不同的喷印标记，并在主控单元106生成路线坐标信息(x₁,y₁)、(x₂,y₂)……，使各喷印标记与相应路线坐标信息(x₁,y₁)、(x₂,y₂)……进行关联；以喷印二维码标记平面路线坐标为例，在移动路线上每移动一定距离进行喷印，喷印标记在普通光线下显示为不可见,在特定的紫外光(200-400nm)照射下才清晰可见，从而可通过紫外光线扫描枪读出喷码内容中的定位信息；根据目标位置制定预定的移动路线，并在移动过程中依次记录在不同的喷印区域路线坐标进行不同的喷印标记，并在主控单元106生成各喷印标记与相应路线坐标的关联；

第二步：当传感器单元104检测遇到障碍物400发生碰壁时，记录保存路线坐标(x_n,y_n)，通过摄像单元105获取和保存场景图像image_n，建立场景图像image_n与路线坐标(x_n,y_n)的关联；

第三步：当下一次移动到路线坐标(x_n,y_n)上一个路线坐标(x_n-1,y_n-1)位置时，通过摄像单元105获取场景图像image_n-1，并与场景图像image_n进行比较匹配，如果场景相同部分超过80％，则判断为之前在此位置发生过碰壁，行走主体100返回或改变移动路线。

本方法通过摄像系统获取前方视野图像，主要用于遇到碰壁、摔跤等挫折时，记录保存场景图像，建立“经验”图像库，用于后续的场景比对，遇到与之前相同或相似场景时，根据上次的经验或教训进行合理的响应；本方法模拟婴儿学习过程，同时将图像识别和隐形喷码定位技术相结合，进一步提高学习判断的准确性，简单、可靠地实现机器人自学习能力，能提高机器人技术的智能化和实用性。

本实施例的基于图像识别和隐形喷码的自学习的装置及方法，在前面技术方案的基础上具体还可以是，改变移动路线为删除路线坐标(x_n,y_n)，将路线坐标(x_n-1,y_n-1)与原路线坐标(x_n,y_n)的下一个路线坐标(x_n+1,y_n+1)建立相邻的顺序关系，从而避免下一次再次发生碰壁。

本实施例的基于图像识别和隐形喷码的自学习的装置及方法，在前面技术方案的基础上具体还可以是，传感器单元104为压力传感器。

本实施例的基于图像识别和隐形喷码的自学习的装置及方法，在前面技术方案的基础上具体还可以是，行走主体100为机器人。

本实施例的基于图像识别和隐形喷码的自学习的装置及方法，在前面技术方案的基础上还包括第四步：驱动系统单元101在返回线路中，通过读码单元102(紫外光线扫描枪)读取喷印标记300的内容，在主控单元106中获取各喷印标记所关联的路线坐标信息，计算出与上一次目标路线坐标最靠近的路线坐标，并借助驱动系统单元101向其行进；依次按照……、(x₂,y₂)、(x₁,y₁)标记进行返回，直至返回到初始位置坐标(x₀,y₀)。

图2为本实施例的主程序流程图；图3为本实施例的传感器检测流程图；图4为本实施例的隐形喷印和光线扫描流程图；图5为本实施例的驱动系统单元移动的流程图。

以上是对本发明基于图像识别和隐形喷码的自学习装置进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围的内。