[發明專利]基于激光雷達與單目相機的深度圖獲取方法及掃地機器人

在審

• 申請號: 201910168751.7
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111665826A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 潘俊威;謝曉佳;欒成志;劉坤
• 申請（專利權）人: 北京奇虎科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C11/30;G01S17/42
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 張筱寧

本申請提供了一種基于激光雷達與單目相機的深度圖獲取方法及掃地機器人，應用與機器人技術領域。該方法包括：基于激光雷達與單目相機確定掃地機器人在環境空間的深度信息，避免采用受光照條件影響較大、易受干擾且價格昂貴的結構光相機，從而受光照條件的影響較小，進而能提升掃地機器人對環境感知的準確性，與此同時，降低了掃地機器人的成本，此外，本申請通過激光雷達獲取的激光點云數據確定掃地機器人的位姿信息，與基于單目相機獲取的圖像通過圖像特征匹配的方法，確定掃地機器人的位姿信息相比，需要的計算量相對較小，從而能以較小的計算量確定掃地機器人的位姿信息，繼而降低了確定環境空間的深度圖的計算量。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，具體而言，本申請涉及一種基于激光雷達與單目相機的深度圖獲取方法及掃地機器人。

背景技術

掃地機器人作為一種能夠自動對待清掃區域進行清掃的智能電器，可以代替人對地面進行清掃，減少了人的家務負擔，越來越受到人們的認可。為提升掃地機器人的自動化操作，如何使得掃地機器人具備一定的環境感知能力成為一個問題。

目前，作為掃地機器人實現環境感知的一種方案，掃地機器人可以通過配置結構光相機直接獲取掃地機器人所處的環境空間中的障礙物的深度信息，從而實現掃地機器人對環境空間的感知，然而，該結構光相機在強光環境下表現很差，容易受到干擾，且價格較為昂貴。因此，如何提供一種受光照條件影響小、成本低的技術方案，實現掃地機器人對環境的感知，成為亟待解決的問題。

發明內容

本申請提供了一種基于激光雷達與單目相機的深度圖獲取方法及掃地機器人，用于提升掃地機器人環境感知的準確性以及降低成本，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供了一種基于激光雷達與單目相機的深度圖獲取方法，該方法包括：

基于通過單目相機獲取的多幀圖像進行關鍵幀提取，得到兩幀關鍵幀圖像，兩幀關鍵幀圖像包括通過單目相機獲取的掃地機器人在當前位置處的當前位置圖像；

基于通過激光雷達獲取的激光點云數據，確定通過單目相機獲取的兩幀關鍵幀圖像時掃地機器人分別對應的位姿信息；

基于確定的獲取兩幀關鍵幀圖像時掃地機器人分別對應的位姿信息，確定當前位置圖像中各個像素點對應的深度值；

基于確定的當前位置圖像中各個像素點對應的深度值確定掃地機器人在當前位置的深度圖。

可選地，所述基于確定的獲取所述兩幀關鍵幀圖像時所述掃地機器人分別對應的位姿信息，確定所述當前位置圖像中各個像素點對應的深度值，包括：

基于確定的拍攝所述兩幀關鍵幀圖像時所述掃地機器人分別對應的位姿信息，通過三角測量方法確定所述當前位置圖像中各個像素點對應的深度值。

可選地，所述基于通過單目相機獲取的多幀圖像進行關鍵幀提取，得到兩幀關鍵幀圖像，包括：

確定獲取的所述掃地機器人在當前位置的當前位置圖像為所述兩幀關鍵幀圖像中的其中一幀關鍵幀圖像；

確定通過單目相機獲取的多幀圖像中與所述當前位置圖像符合預定關系的某一候選圖像為所述兩幀關鍵幀圖像中的另一幀關鍵幀圖像，其中，所述預定關系包括獲取所述當前位置圖像時與獲取所述某一候選圖像時相比，所述掃地機器人的旋轉角度和/或位置變化符合預定的閾值條件。

可選地，所述基于通過激光雷達獲取的激光點云數據，確定通過單目相機獲取所述兩幀關鍵幀圖像時所述掃地機器人分別對應的位姿信息，包括：

基于通過激光雷達獲取的激光點云數據通過相應的點云匹配算法確定掃地機器人在各個位置處的位姿信息；

基于確定的所述掃地機器人在各個位置處的位姿信息通過時間映射關系，確定通過單目相機獲取所述兩幀關鍵幀圖像時所述掃地機器人分別對應的位姿信息。