一種視覺性能優良的智慧機器人的製作方法

2023-06-17 23:34:41

本發明涉及機器人
技術領域：
，具體涉及一種視覺性能優良的智慧機器人。
背景技術：
：智慧機器人作為一種包含相當多科學知識的技術，幾乎是伴隨著人工智慧所產生的。而智慧機器人在當今社會變得越來越重要，越來越多的領域和崗位都需要智慧機器人參與，這使得智慧機器人的研究也越來越頻繁。在不久的將來，隨著智慧機器人技術的不斷發展和成熟，隨著眾多科研人員的不懈努力，智慧機器人必將走進千家萬戶，更好的服務人們的生活，讓人們的生活更加舒適和健康。然而，現有的機器人大多只針對特定的場合為人類服務，且機器人缺乏視覺裝置，智能化程度低，可控性差，大多是針對特定的場合為人類提供服務，提供的功能相對比較單一。技術實現要素：針對上述問題，本發明旨在提供一種視覺性能優良的智慧機器人。本發明的目的採用以下技術方案來實現：提供了一種視覺性能優良的智慧機器人，包括電源模塊、視覺裝置、控制系統和機器人本體，所述電源模塊用於向所述視覺裝置和控制系統供電，所述視覺裝置用於獲取目標圖像，並輸出識別結果，所述控制系統用於根據所述識別結果控制機器人本體做出相應動作。本發明的有益效果為：實現了機器人的智能化和有效控制。附圖說明利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。圖1是本發明的結構連接示意圖。附圖標記：電源模塊1、視覺裝置2、控制系統3、機器人本體4、存儲裝置5。具體實施方式結合以下實施例對本發明作進一步描述。參見圖1，本實施例的一種視覺性能優良的智慧機器人，包括電源模塊1、視覺裝置2、控制系統3和機器人本體4，所述電源模塊1用於向所述視覺裝置2和控制系統3供電，所述視覺裝置2用於獲取目標圖像，並輸出識別結果，所述控制系統3用於根據所述識別結果控制機器人本體4做出相應動作。本實施例實現了機器人的智能化和有效控制。優選的，還包括存儲裝置5，用於存儲所述視覺裝置獲取的目標圖像。本優選實施例實現了目標圖像的存儲。優選的，所述電源模塊1為蓄電池。本優選實施例機器人無需接線，移動更為方便，提升了客戶體驗。優選的，所述視覺裝置2用於對目標進行識別，包括圖像採集模塊、一次處理模塊、二次處理模塊和視覺識別模塊，所述圖像採集模塊用於獲取目標圖像，所述一次處理模塊用於提取目標圖像的顏色特徵，所述二次處理模塊根據所述顏色特徵獲取顏色直方圖，所述視覺識別模塊用於對所述顏色直方圖進行賦權，並根據所述賦權的顏色直方圖對所述目標圖像進行識別。本實施例智慧機器人能夠準確對圖像中的目標進行識別。優選的，所述一次處理模塊包括第一轉化單元和第二分割單元，所述第一轉化單元用於將圖像從RGB顏色空間轉換到CIELab顏色空間，所述轉化公式為：上述式子中，EH、EM、CS分別為RGB顏色空間中的紅色、綠色、藍色分量值，L為CIELab顏色空間中的亮度，a為CIELab顏色空間中的綠色到紅色的相對色度，b為CIELab顏色空間中的藍色到黃色的相對色度，其中，函數所述第二分割單元用於將圖像劃分為大小相等的矩形子塊，用於劃分子塊的圖像I表示為：上述式子中，Ui表示圖像的任意子塊，ZC表示圖像分割因子，ZC∈[2,5]且ZC為整數，i按照從左到右，從上向下的順序依次取值為1到ZC2。本優選實施例智慧機器人通過一次處理模塊將目標圖像轉化到更符合人類視覺特徵的CIELab顏色空間，可以更為準確地反映出不同色彩之間的視覺差異程度，通過對圖像進行劃分並設定圖像分割因子，可以兼顧圖像識別準確性和識別效率，進一步提高了智慧機器人的服務水平。優選的，所述二次處理模塊，具體為：第一步：對CIELab顏色空間進行劃分，採用如下劃分方法：當L分量大於閾值T1時或者小於閾值T2時，不再考慮a分量和b分量，得到2個顏色區間，當L分量介於閾值T1和T2之間時，分別將a分量和b分量劃分為四個區間，得到16個顏色區間，從而將CIELab顏色空間劃分成了18個顏色區間；其中，T1∈[90,100]，T2∈[0,10]；第二步：定義隸屬度函數σj,k＝1；第三步：求取圖像的顏色直方圖，圖像子塊的顏色直方圖可表示為：MX(Ui)＝{z1,z2,…,z18}，上述式子中，MX(Ui)表示圖像子塊的顏色直方圖，zj(j＝1,2,…,18)表示任一顏色區間上的像素分布情況，σj,k代表第k個像素點屬於第j個顏色區間的隸屬度，Ni表示子塊包含的像素個數；圖像的顏色直方圖可表示為：上述式子中，δi表示子塊位置權值的倒數，其中，MX(I)表示圖像子塊的顏色直方圖。本優選實施例智慧機器人通過二次處理模塊融入了像素顏色特徵的空間分布信息並設置子塊位置權值，獲取了更為準確和符合人類視覺特徵的直方圖，進一步提高了視覺特徵的表述能力。優選的，所述視覺識別模塊，包括第一計算單元、第二計算單元和圖像對比單元，所述第一計算單元用於計算像素點之間的顏色差異，計算中心像素點pA和3×3鄰域內任意相鄰像素點pB的色差RU：上述式子中，RU(pA,pB)表示像素點pA和pB之間色差，μ為歸一化因子；所述第二計算單元用於計算每個子塊的顏色權值；所述圖像對比單元用於根據圖像相似度對比來實現圖像識別；所述計算每個子塊的顏色權值，具體包括以下步驟：第一步，計算每個像素點的顏色複雜度，計算中心像素相對於3×3鄰域內其他8個相鄰像素的顏色變化，得到中心像素點pA的顏色複雜度FA：上述式子中，FA表示像素點pA的顏色複雜度；第二步，計算每個子塊的顏色權值，在任意子塊，通過計算每個像素顏色權值，得到子塊的顏色權值Qi：上述式子中，Ui表示圖像的任意子塊，ZXi表示子塊的顏色權值，Ni表示子塊包含的像素個數，γ表示子塊中所有像素點的顏色複雜度標準差，FA和Fk均為子塊中的像素點；所述根據圖像相似度對比來實現圖像識別，具體為，根據子塊的顏色權值和直方圖定義兩幅圖像I1和I2的相似度MH：上述式子中，MH(I1,I2)表示兩幅圖像I1和I2的相似度，和分別表示圖像I1和I2第i個子塊的第j個顏色區間的像素分布情況，計算待識別圖像和樣本圖像相似度，選取相似度高的樣本圖像作為識別結果。本優選實施例智慧機器人的視覺識別模塊對顏色複雜度進行描述，反映出視覺系統感知不同顏色變化的敏感特性，根據子塊的顏色權值和直方圖計算辨識圖像和樣本圖像之間的相似度，提高了智慧機器人對圖像的辨識精度。採用本發明智慧機器人對目標進行識別，當圖像分割因子取不同值時，將識別準確率和識別時間作為評價標準，同普通機器人相比，產生的有益效果如下表所示：ZC識別準確率提高識別時間縮短220％31％325％25％430％20％532％18％636％12％最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp