[發明專利]基于視覺的移動機器人障礙物檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201410182735.0
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103984037B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 郁樹達
• 申請（專利權）人: 深圳市墨克瑞光電子研究院
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙)11343
• 代理人: 尚志峰,汪海屏

1.一種基于視覺的移動機器人障礙物檢測方法，其特征在于，包括：

接收視覺傳感器采集的所述移動機器人所處環境的圖像信息；

利用同時構圖和定位算法對所述接收的圖像信息進行計算，得到計算結果；

根據所述計算結果，檢測所述移動機器人所處環境中的障礙物，

其中，所述計算結果包括：所述環境的特征幾何基元、視覺傳感器位姿和所述特征幾何基元與所述視覺傳感器位姿之間的可見約束關系，所述根據計算結果，檢測所述移動機器人所處環境的障礙物，包括：將所述移動機器人所處環境的三維空間剖分為多個子空間，根據所述特征幾何基元和/或所述可見約束關系，標記出所述子空間中的障礙物子空間，組合所述障礙物子空間，

其中，所述特征幾何基元包括：特征幾何點、特征幾何點和特征幾何線段；

采用不規則組合結構將所述移動機器人所處環境的三維空間剖分為多個子空間，包括：

當特征幾何基元均是特征幾何點時，以特征幾何點為頂點，建立所述不規則組合結構，以剖分所述三維空間；

當特征幾何基元包含特征幾何點和特征幾何線段時，以特征幾何點為頂點，以特征幾何線段為邊，建立所述不規則組合結構，以剖分所述三維空間。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述特征幾何基元和/或所述可見約束關系，標記出所述子空間中的障礙物子空間包括：

將滿足第二預設條件的子空間標記為障礙物子空間，所述第二預設條件為：子空間與任一約束基元無任何相交部分；

其中，約束基元為：特征幾何基元與與其存在可見約束關系的視覺傳感器位姿共同組成的基元。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述移動機器人的運動空間為二維平面時，在執行將所述三維空間剖分為多個子空間的步驟之前，還包括：

根據所述特征幾何基元和視覺傳感器位姿，計算二維平面方程；

選取所述特征幾何基元中待投影的特征幾何基元；

將所述待投影的特征幾何基元和所述視覺傳感器位姿投影到所述二維平面方程對應的二維平面，得到二維特征幾何基元、二維視覺傳感器位姿及二維可見約束關系；

所述將所述三維空間剖分為多個子空間包括：將所述二維平面剖分為多個平面子空間；

所述根據所述特征幾何基元和/或所述可見約束關系，標記出所述子空間中的障礙物子空間包括：

根據所述二維特征幾何基元和/或所述二維可見約束關系，標記出所述平面子空間中的平面障礙物子空間。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述移動機器人所處環境變化時，基于新獲取的圖像信息和所述計算結果確定出更新的計算結果及變化的子空間，所述更新的計算結果包括：更新的特征幾何基元、更新的可見約束關系；

根據所述更新的特征幾何基元和/或所述更新的可見約束關系，重新標記出所述變化的子空間中的障礙物子空間。

5.一種基于視覺的移動機器人障礙物檢測裝置，其特征在于，包括：

接收模塊，用于接收視覺傳感器采集的所述移動機器人所處環境的圖像信息；

計算模塊，用于利用同時構圖和定位算法對所述接收模塊接收的圖像信息進行計算，得到計算結果；

處理模塊，用于根據所述計算模塊的計算結果，檢測所述移動機器人所處環境中的障礙物，

其中，所述計算結果包括：所述環境的特征幾何基元、視覺傳感器位姿和所述特征幾何基元與所述視覺傳感器位姿之間的可見約束關系，所述處理模塊將所述移動機器人所處環境的三維空間剖分為多個子空間，根據所述特征幾何基元和/或所述可見約束關系，標記出所述子空間中的障礙物子空間，并組合所述障礙物子空間，

其中，所述特征幾何基元包括：特征幾何點、特征幾何點和特征幾何線段；

所述處理模塊采用不規則組合結構將所述移動機器人所處環境的三維空間剖分為多個子空間，包括：

當特征幾何基元均是特征幾何點時，以特征幾何點為頂點，建立所述不規則組合結構，以剖分所述三維空間；

當特征幾何基元包含特征幾何點和特征幾何線段時，以特征幾何點為頂點，以特征幾何線段為邊，建立所述不規則組合結構，以剖分所述三維空間。