專利名稱：一種移動平臺用測試方法和測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動平臺，特別是涉及一種移動平臺用測試方法和測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人等移動平臺的技術(shù)越來越成熟，其應(yīng)用也越來越廣 泛，常見的機器人包括從事家務(wù)勞動的清潔機器人，具有防盜、防火等報警系統(tǒng)的家庭安防 機器人以及能取代人類長在有毒有害等惡劣環(huán)境下進行工作的工業(yè)應(yīng)用機器人等，具有廣 泛的應(yīng)用價值和巨大的市場空間。由于機器人的行走路徑覆蓋效率即移動軌跡路徑的覆 蓋面積與指定區(qū)域面積的比值，對評價移動平臺的工作效率及覆蓋算法具有很大的參考價 值，因此有必要準確獲得移動平臺的行走路徑軌跡及覆蓋效率值，但目前沒有確切的獲取 機器人的行走路徑軌跡的方法或設(shè)備，大都通過人工觀察來評價路徑覆蓋算法；此外，對移 動平臺的覆蓋效率大都采用人工進行測試，然后顯示移動平臺的覆蓋效率，但這種測試方 法效率低且得到的測試數(shù)據(jù)誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種移動平臺 用測試方法。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種移動平 臺用測試系統(tǒng)。本發(fā)明移動平臺用測試方法的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種移動平臺用測試方法，包括以下步驟1)將移動平臺放入指定區(qū)域工作；2)獲取移動平臺在指定區(qū)域內(nèi)的行走路徑視頻信號。這種移動平臺用測試方法的特點是還包括以下步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺；4)再現(xiàn)行走路徑，將行走路徑視頻信號轉(zhuǎn)化為移動軌跡圖像，并將移動軌跡圖像 分為移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域；5)根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，顯示移動平臺的覆蓋效率。本發(fā)明移動平臺用測試方法的技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。在所述步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，在行走路徑 視頻中抓取一張圖片并依據(jù)圖片識別移動平臺，包括依據(jù)圖片中移動平臺的形狀或顏色。所述步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，如果不能識別 移動平臺，就對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波。在對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波之后，仍然不能識別移動平臺，就更改 移動平臺的形狀或顏色。
本發(fā)明移動平臺用測試系統(tǒng)的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種移動平臺用測試系統(tǒng)，包括計算機，以及分別與所述計算機連接的視頻采集 裝置和顯示裝置。所述視頻采集裝置獲取移動平臺在指定區(qū)域內(nèi)的行走路徑視頻信號。所述計算機先根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺；再將行走路徑視頻 信號轉(zhuǎn)化為移動軌跡圖像，并將移動軌跡圖像分為移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平 臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域；然后根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，并通過顯示裝 置顯示移動平臺的覆蓋效率。這種移動平臺用測試系統(tǒng)的特點是所述顯示裝置的顯示窗口，包括覆蓋效率顯示窗口，所述覆蓋效率顯示窗口顯示 行走路徑評估信息以及移動平臺的覆蓋效率。本發(fā)明移動平臺用測試系統(tǒng)的技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。在所述計算機根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，計算機在行走 路徑視頻中抓取一張圖片并依據(jù)圖片識別移動平臺，包括依據(jù)圖片中移動平臺的形狀或顏 色。所述計算機根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，如果不能識別移 動平臺，就對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波。在對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波之后，所述計算機仍然不能識別移動平 臺，就更改移動平臺的形狀或顏色。所述顯示裝置的顯示窗口，還包括實時視頻顯示窗口，所述實時視頻顯示窗口實 時顯示移動平臺當前狀況。所述顯示裝置的顯示窗口，還包括移動軌跡窗口，所述移動軌跡窗口顯示移動軌 跡圖像，所述移動軌跡圖像包括移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋 區(qū)域。所述移動軌跡窗口小于所述實時視頻顯示窗口，且所述移動軌跡窗口的寬度與長 度之比等于所述實時視頻顯示窗口的寬度與長度之比。所述視頻采集裝置，包括攝像機和視頻采集卡，所述視頻采集卡分別與所述攝像 機和所述計算機連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是本發(fā)明的方法和系統(tǒng)采用圖像采集設(shè)備獲取移動平臺的移動軌跡視頻信號，再將 移動平臺的移動軌跡視頻轉(zhuǎn)化為移動平臺的抽象路徑并確定抽象路徑的覆蓋面積，最后通 過顯示裝置顯示覆蓋效率。能比較準確的獲取移動平臺的行走路徑軌跡及移動平臺的覆蓋 效率，可有效地評估移動平臺的覆蓋算法及工作效率，以便為改進移動平臺的路徑規(guī)劃算 法和提高移動平臺的工作效率提供參考。與現(xiàn)有的人工測試方式對比，具有測試效率高且 測試數(shù)據(jù)誤差小的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明方法的具體實施方式
的流程圖；圖2是本發(fā)明具體實施方式
的有規(guī)律的對工作區(qū)域進行覆蓋的移動平臺的移動軌跡示意圖；圖3是本發(fā)明具體實施方式
的無規(guī)律的運動的移動平臺的移動軌跡示意圖；圖4是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺的坐標示意圖；圖5是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺從a點到b點的軌跡繪制示意圖；圖6是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺從b點到c點的軌跡繪制示意圖；圖7是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺在A點時顯示裝置的顯示窗口圖；圖8是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺在B點時顯示裝置的顯示窗口圖；圖9是本發(fā)明具體實施方式
的移動平臺在C點時顯示裝置的顯示窗口圖；圖10是本發(fā)明系統(tǒng)的具體實施方式
的組成方框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明的方法進行說明。一種如圖2 10所示的圓形或橢圓形的移動平臺行走路徑再現(xiàn)及覆蓋效率的測 試系統(tǒng)，包括計算機，以及分別與計算機連接的視頻采集裝置和顯示裝置。視頻采集裝置， 包括攝像機和視頻采集卡，視頻采集卡分別與攝像機和計算機連接。顯示裝置的顯示窗口 包括覆蓋效率顯示窗口 3、移動軌跡窗口 2和實時視頻顯示窗口 1。移動軌跡窗口 2小于實 時視頻顯示窗口 1，且移動軌跡窗口 2的寬度與長度之比等于實時視頻顯示窗口 1的寬度與 長度之比，移動平臺的中心位置在移動軌跡窗口 1中的坐標與在實時視頻顯示窗口 3中的 坐標是相對一致的。為便于說明，假設(shè)如下(一)移動軌跡窗口2面積S2 =W2XL2，其中W2為移動軌跡窗口 2的寬度，L2為 移動軌跡窗口 2的長度；實時視頻顯示窗口 1的面積Sl = W1XL1，其中Wl為實時視頻顯 示窗口 1的寬度，Ll為實時視頻顯示窗口 1的長度，且W2XLl = W1XL2 ；( 二)移動軌跡窗口 2中的白色區(qū)域是移動平臺抽象路徑的覆蓋面積S3，抽象路 徑即移動平臺累積經(jīng)過的區(qū)域，其面積不累加重復(fù)路過的區(qū)域。從移動軌跡窗口 2的第一 列到第L2列逐列掃描，按照RGB顏色代碼(R= 255，G = 255，B = 255)統(tǒng)計抽象路徑的覆 蓋面積S3 ；(三)移動平臺的直徑為dl，在抽象路徑中的直徑為d2= dlXL2/Ll ；(四)移動平臺的顏色為紅色，其RGB顏色代碼為(R= 255，G = 0，B = 0)，在實 時視頻顯示窗口 1中采用直方圖確定顏色跟蹤的閾值范圍為(R > 248，G < 10，B < 10)；(五)移動平臺在實時視頻顯示窗口1顯示的某一時刻的某點中心位置的坐標為 (X1, Y1)，下一時刻移動至另一點中心位置的坐標為(x2，Y2)。(六)實時顯示視頻的圖片為每秒25幀，將25幀的圖片的中心坐標確定后，通過 移動軌跡窗口 2顯示移動平臺在1秒鐘內(nèi)的移動軌跡。本具體實施方式
的測試系統(tǒng)的測試流程如圖1所示，具體步驟如下1)將移動平臺放入測試場地即指定區(qū)域工作，調(diào)節(jié)攝像機使整個測試場地位于攝 像機的視場內(nèi)。2)通過攝像機獲取移動平臺在測試場地內(nèi)的行走路徑視頻信號，并通過視頻采集 卡傳輸至計算機，此時移動平臺在實時視頻顯示窗口 1中顯示出來。3)如果計算機能識別移動平臺，計算機根據(jù)行走路徑視頻信號且基于移動平臺的
6形狀或顏色，將移動平臺與背景區(qū)域區(qū)分，以判定正確跟蹤移動平臺；基于移動平臺的形狀判定在行走路徑視頻中抓拍一張圖片，采用hough算法確 定形狀判斷標準，將其輪廓圖像作為標準存儲到計算機內(nèi)，此時計算機就會在處理形成移 動視頻的每幀圖片中與之相同或相近的形狀默認為移動平臺，并將其與背景區(qū)域區(qū)分。由 于攝像機拍攝角度或距離等原因，拍攝到的移動平臺的形狀往往會發(fā)生變化，容易出現(xiàn)誤 差或無法識別移動平臺，因此只適用于在較小的測試場地判定移動平臺?；谝苿悠脚_的顏色判定在行走路徑視頻中抓拍一張圖片，采用直方圖法確定 移動平臺的顏色跟蹤閾值，將其表面顏色作為標準存儲到計算機內(nèi)，此時計算機就會在處 理形成移動視頻的每幀圖片中與之相同或相近的顏色默認為移動平臺，并將其與背景區(qū)域 區(qū)分。如果圖像中某點的RGB顏色分量在采用直方圖確定的顏色跟蹤閾值內(nèi)，計算機即 判定為移動平臺。如果移動平臺的表面顏色與背景區(qū)域差異大，計算機直接以移動平臺的RGB平均 值作為顏色判定標準，對其進行跟蹤。如果移動平臺的表面顏色與背景區(qū)域顏色差異較小，計算機不能直接識別移動 平臺，就對行走路徑視頻信號進行圖像濾波先將移動平臺移出測試場地，抓取圖像，保存 RGB顏色值，作為初始化背景，然后將移動平臺放回試驗場地，以移動平臺的每一幀圖像與 初始化背景RGB的絕對差值作為顏色判定標準，如果絕對差值超過采用直方圖確定的顏色 跟蹤閾值，計算機即判定為移動平臺。在對移動行走路徑視頻信號進行圖像濾波后，如果計算機還不能識別移動平臺， 就可更改移動平臺的形狀或顏色使計算機識別移動平臺。4)再現(xiàn)行走路徑，在移動軌跡圖像顯示窗口中，移動軌跡圖像分為移動平臺累積 經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域。覆蓋區(qū)域以白色顯示，未覆蓋區(qū)域以黑 色顯示。再現(xiàn)行走路徑的軌跡即移動平臺的移動軌跡，是將移動平臺在每一幀圖像幾何中 心位置或重心疊加形成的，移動軌跡窗口 2中某一時刻的某點的移動平臺的一幀圖像幾何 中心位置的坐標(Xi, Yi)確定如下橫坐標為=Xi = L2/L1 Eni = 1 (Xi) /n ；從實時視頻顯示窗口 1的第一列到第Ll列橫 向逐列掃描，按照采用直方圖確定的顏色跟蹤閾值進行查找移動平臺的橫坐標Yi并保存； 縱坐標為=Yi = W2/W1 Σ n^!(Yi)A ；從實時視頻顯示窗口 1的第一行到第Wl行進行縱向 逐行掃描，按照采用直方圖確定的顏色跟蹤閾值進行查找移動平臺的縱坐標Yi并保存。在 本具體實施方式
中，移動軌跡窗口 2的寬度與長度之比等于實時視頻顯示窗口 1的寬度與 長度之比，即L2/L1 = W2/W1。上述移動平臺在相鄰時間間隔的幾何中心位置的坐標(Xi, Yi)的連線即為移動平 臺的移動軌跡，如圖2或圖3所示。在移動軌跡窗口 2中繪制移動軌跡前，移動平臺的直徑或?qū)挾劝匆韵路椒：_ 定。圖4的E、F、G、H分別為移動平臺在實時視頻顯示窗口 1的橫坐標Xmin、橫坐標Xmax、縱 坐標Ymax、縱坐標Ymin的所在點，其中，Xmax是保存的移動平臺的橫坐標Xi的最大值，Xmin 是保存的移動平臺的橫坐標Xi最小值；Ymax是保存的移動平臺的縱坐標Yi的最大值，Ymin是保存的移動平臺的縱坐標Yi的最小值。移動平臺的橫向的直徑或?qū)挾葹閄max-Xmin，移 動平臺的縱向的直徑或?qū)挾葹閅max-Ymin，移動平臺的直徑或?qū)挾仁撬鼈兊钠骄导磀l =(Xmax-Xmin+Ymax-Ymin)/20非圓形或非橢圓形的移動平臺的直徑或?qū)挾纫彩前瓷鲜龇?br> 法模糊確定，但存在一定誤差。圖5以線段ef為寬度沿箭頭所示方向繪制矩形efgh是移動平臺在相鄰時間間隔 從a點到b點的軌跡圖像。a、b兩點的幾何中心位置的坐標的連線為線段ab，線段e f為 移動平臺在移動軌跡窗口中的直徑或?qū)挾萪2，其中d2 = dl X L2/L1，a點在線段ef的中心， 線段垂直于線段ab，以線段ab為中心，即是移動平臺軌跡圖像；而圖6以線段e' f'為寬 度沿箭頭所示方向繪制矩形e' f' g' h'是移動平臺在相鄰時間間隔從b點到c點的軌 跡圖像。5)根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，通過顯示裝置顯示移動平臺的覆 蓋效率η，即移動軌跡路徑的覆蓋面積S3與指定區(qū)域面積S2的比值。圖7 9分別是移動 平臺在tl、t2、t3時刻在實時視頻顯示窗口的位置分別為A點、B點、C點時，分別與圖5 6中的a點、b點、c點對應(yīng)，顯示裝置的顯示窗口示意圖。移動軌跡窗口 1為黑色背景，移 動平臺的抽象路徑是以白色繪制。實時視頻顯示窗口 1中只顯示移動平臺在某一時刻的位 置，抽象路徑則累計顯示移動平臺經(jīng)過的區(qū)域。按照前面的假設(shè)(二)記錄滿足條件的像 素的個數(shù)n，則抽象路徑的覆蓋面積S3 = n，移動平臺在測試場地的覆蓋效率η = S3/S2。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當 視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
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權(quán)利要求
一種移動平臺用測試方法，包括以下步驟1)將移動平臺放入指定區(qū)域工作；2)獲取移動平臺在指定區(qū)域內(nèi)的行走路徑視頻信號；其特征在于還包括以下步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺；4)再現(xiàn)行走路徑，將行走路徑視頻信號轉(zhuǎn)化為移動軌跡圖像，并將移動軌跡圖像分為移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域；5)根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，顯示移動平臺的覆蓋效率。
2.如權(quán)利要求1所述的移動平臺用測試方法，其特征在于在所述步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，在行走路徑視頻 中抓取一張圖片并依據(jù)圖片識別移動平臺，包括依據(jù)圖片中移動平臺的形狀或顏色。
3.如權(quán)利要求2所述的移動平臺用測試方法，其特征在于所述步驟3)根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，如果不能識別移動 平臺，就對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波。
4.如權(quán)利要求3所述的移動平臺用測試方法，其特征在于在對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波之后，仍然不能識別移動平臺，就更改移動 平臺的形狀或顏色。
5.一種移動平臺用測試系統(tǒng)，包括計算機，以及分別與所述計算機連接的視頻采集裝 置和顯示裝置，所述視頻采集裝置獲取移動平臺在指定區(qū)域內(nèi)的行走路徑視頻信號；所述計算機先根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺；再將行走路徑視頻信號 轉(zhuǎn)化為移動軌跡圖像，并將移動軌跡圖像分為移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未 經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域；然后根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，并通過顯示裝置顯 示移動平臺的覆蓋效率；其特征在于所述顯示裝置的顯示窗口，包括覆蓋效率顯示窗口，所述覆蓋效率顯示窗口顯示行走 路徑評估信息以及移動平臺的覆蓋效率。
6.如權(quán)利要求5所述的移動平臺用測試系統(tǒng)，其特征在于在所述計算機根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，計算機在行走路徑 視頻中抓取一張圖片并依據(jù)圖片識別移動平臺，包括依據(jù)圖片中移動平臺的形狀或顏色。
7.如權(quán)利要求6所述的移動平臺用測試系統(tǒng)，其特征在于所述計算機根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺之前，如果不能識別移動平 臺，就對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波。
8.如權(quán)利要求6所述的移動平臺用測試系統(tǒng)，其特征在于在對所述行走路徑視頻信號進行圖像濾波之后，所述計算機仍然不能識別移動平臺， 就更改移動平臺的形狀或顏色。
9.如權(quán)利要求8所述的移動平臺用測試系統(tǒng)，其特征在于所述顯示裝置的顯示窗口，還包括實時視頻顯示窗口及移動軌跡窗口，所述實時視頻顯示窗口實時顯示移動平臺當前狀況，所述移動軌跡窗口顯示移動軌跡圖像，所述移動軌 跡圖像包括移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的移動平臺用測試系統(tǒng)，其特征在于所述移動軌跡窗口小于所述實時視頻顯示窗口，且所述移動軌跡窗口的寬度與長度之 比等于所述實時視頻顯示窗口的寬度與長度之比。
全文摘要
一種移動平臺用測試方法，其特征在于根據(jù)行走路徑視頻信號判定正確跟蹤移動平臺；再現(xiàn)行走路徑，將行走路徑視頻信號轉(zhuǎn)化為移動軌跡圖像，并將移動軌跡圖像分為移動平臺累積經(jīng)過的覆蓋區(qū)域及移動平臺未經(jīng)過的非覆蓋區(qū)域；根據(jù)覆蓋區(qū)域信息評估移動平臺的行走路徑，顯示移動平臺的覆蓋效率。移動平臺用測試系統(tǒng)包括計算機以及分別與所述計算機連接的視頻采集裝置和顯示裝置，顯示裝置的顯示窗口包括顯示行走路徑評估信息以及移動平臺的覆蓋效率的覆蓋效率顯示窗口。能比較準確的獲取移動平臺的行走路徑軌跡及移動平臺的覆蓋效率，可有效地評估移動平臺的覆蓋算法及工作效率，以便為改進移動平臺的路徑規(guī)劃算法和提高移動平臺的工作效率提供參考。
文檔編號H04N7/18GK101943575SQ20101022186
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者別夢杰 申請人:深圳市銀星智能電器有限公司