[發(fā)明專利]一種移動機器人的視覺避障方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811575941.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111354027A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲道奎;潘鑫;王曉東;姜楠;宋健;陳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G06T7/50
• 分類號: G06T7/50;G06T7/70;G06T7/80;G06T7/11;G06K9/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發(fā)明實施例公開一種移動機器人的視覺避障方法。該方法包括采集深度圖像步驟、裁剪深度圖像步驟、抽取深度圖像步驟、進行障礙物二維輪廓線擬合步驟和移動機器人避障處理步驟。本發(fā)明實施例所提供的一種移動機器人的視覺避障方法結(jié)合移動機器人高度信息對所獲得的三維深度圖像進行裁剪，不僅可以對障礙物的寬度進行判斷，更可以結(jié)合機器人高度對移動機器人前進方向的空間障礙物進行檢測，從而進行更為精準(zhǔn)的避障。進一步地，該方法通過調(diào)節(jié)擬合間距，還具有調(diào)節(jié)避障物還原精度的功能，可以根據(jù)實際場景需要來控制避障物還原精度優(yōu)先還是避障物還原速度優(yōu)先。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像識別和自動控制的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動機器人的視覺避障方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的應(yīng)用范圍越來越廣泛，具體如商場、超市、餐廳、街道等。面對復(fù)雜多變的路面情況和不定向移動的人流，機器人需要不停的對周圍進行環(huán)境進行感知，避免移動過程中與人或障礙物發(fā)生碰撞。

目前，移動機器人上會普遍安裝激光雷達、超聲波等傳感器以實現(xiàn)對障礙物的檢測，從而進行避障。然而，單線激光雷達無法還原立體信息，多線激光價格又非常昂貴，超聲波更是無法探測障礙物體的大小。

相對于激光雷達、超聲波等傳感器的避障方法，采用視覺技術(shù)可以實時得到整個視野平面的深度或者點云信息。由于視覺技術(shù)可以對整個視野內(nèi)的障礙物進行檢測，所以，視覺技術(shù)可以更為精確地對障礙物進行避障處理。同時由于相機的價格又非常低廉，因此，視覺避障技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。目前，移動機器人普遍采用雙目相機、RGBD相機和TOF相機來進行視覺避障。雙目相機相對RGBD相機和TOF相機具有視野大，抗光照效果好的特點，這使得雙目相機在移動機器人的避障功能上應(yīng)用最為廣泛。但是，目前采用雙目避障的移動機器人的避障方式僅僅停留在對障礙物寬度的避障而忽略了對空間障礙物的避障。

因此，針對現(xiàn)有的采用雙目避障的移動機器人未考慮空間障礙物避障的問題，需要提供一種不僅能夠?qū)φ系K物寬度進行判斷，更可以結(jié)合移動機器自身的高度而對移動機器人前進方向的空間障礙物進行檢測的移動機器人的視覺避障方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的采用雙目避障的移動機器人未考慮空間障礙物避障的問題，本發(fā)明實施例提出一種移動機器人的視覺避障方法。該視覺避障方法不僅能對障礙物寬度進行判斷，更可以結(jié)合移動機器自身的高度而對移動機器人前進方向的空間障礙物進行檢測，從而進行更為精準(zhǔn)的避障。

該移動機器人的視覺避障方法的具體方案如下：一種移動機器人的視覺避障方法，包括步驟S1：利用雙目攝像機獲取三維深度圖像；步驟S2：結(jié)合所述移動機器人的高度及所述雙目攝像頭的安裝位置，裁剪所述三維深度圖像，得到與所述移動機器人高度重合的圖像區(qū)域；步驟S3：設(shè)定擬合間距，按所述擬合間距間隔地抽取所述圖像區(qū)域而獲得行圖像，并將所述行圖像按順序合并成一幅新的深度圖像；步驟S4：根據(jù)所述新的深度圖像，擬合出障礙物的二維輪廓線；步驟S5：解析所述障礙物的二維輪廓線，并根據(jù)解析的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的避障行為。

優(yōu)選地，所述雙目攝像頭的視野方向為所述移動機器人的前進方向。

優(yōu)選地，裁剪掉所述三維圖像中高于所述移動機器人的成像區(qū)域和對應(yīng)的雙目攝像機對地面的成像區(qū)域。

優(yōu)選地，所述擬合間距的范圍為0到100。

優(yōu)選地，所述步驟S4具體包括：步驟S41：提取所述新的深度圖像的每一列深度值的最小值；步驟S42：將所有列的最小值按順序合成一條單線深度數(shù)據(jù)；步驟S43：利用相機標(biāo)定原理將所述單線深度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至世界坐標(biāo)系中，得到障礙物的二維輪廓線。

優(yōu)選地，步驟S43具體的計算過程為：