[發(fā)明專利]一種基于TOF攝像頭的障礙物識(shí)別方法、清潔機(jī)器人

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011158065.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112347876A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴劍鋒;賴欽偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開一種基于TOF攝像頭的障礙物識(shí)別方法、清潔機(jī)器人，該障礙物識(shí)別方法包括：控制移動(dòng)機(jī)器人的TOF攝像頭采集其探測(cè)視角范圍內(nèi)的一目標(biāo)障礙物的深度圖像，再根據(jù)這個(gè)目標(biāo)障礙物的深度圖像計(jì)算出這個(gè)目標(biāo)障礙物深度信息及其尺寸大小，再選擇性地結(jié)合TOF攝像頭實(shí)時(shí)輸出的與目標(biāo)障礙物相匹配的亮度圖像數(shù)據(jù)，識(shí)別出目標(biāo)障礙物的類型；其中，TOF攝像頭設(shè)置在移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)體前方，用于探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人的前進(jìn)方向上的目標(biāo)障礙物；其中，所述目標(biāo)障礙物的尺寸大小包括所述目標(biāo)障礙物的輪廓線的高度信息。比現(xiàn)有技術(shù)的障礙物歸類處理方法更適應(yīng)于規(guī)劃出室內(nèi)實(shí)際活動(dòng)環(huán)境下的無(wú)障礙物可通行區(qū)域，減輕機(jī)器人識(shí)別障礙物的運(yùn)行負(fù)載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于TOF攝像頭的障礙物識(shí)別方法、清潔機(jī)器人。

背景技術(shù)

目前基于慣性導(dǎo)航、視覺、激光的SLAM機(jī)器人越來(lái)越普及，代表性比較強(qiáng)的是家庭掃地清潔機(jī)器人，結(jié)合視覺、激光、陀螺儀、加速度跟輪子里程計(jì)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境即時(shí)定位跟建圖，再根據(jù)建立的地圖實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航。但是目前的痛點(diǎn)是，機(jī)器人在復(fù)雜的障礙物環(huán)境中，地面上經(jīng)常存在玩具、電線等可以移動(dòng)的障礙物，等機(jī)器人碰撞到這種類型的障礙物的時(shí)候，要么會(huì)推著障礙物，要么被電線類型的障礙物纏繞住，家庭環(huán)境還存在沙發(fā)類型的障礙物，如果沙發(fā)底下的高度剛好低于機(jī)器頂面的高度，機(jī)器進(jìn)入的時(shí)候就可能卡住，由于目前掃地機(jī)器人上出于成本的考慮，使用的激光是單線的，無(wú)法探測(cè)到這種類型的障礙物，視覺一般也是使用單一攝像頭實(shí)現(xiàn)，沒法及時(shí)準(zhǔn)確進(jìn)行距離運(yùn)算，因此也無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地分類探測(cè)出上述的各種類型障礙物。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開的一種基于TOF攝像頭的障礙物識(shí)別方法和清潔機(jī)器人，簡(jiǎn)單有效地檢測(cè)各種類型障礙物，具體的技術(shù)方案如下：

一種基于TOF攝像頭的障礙物識(shí)別方法，包括：控制移動(dòng)機(jī)器人的TOF攝像頭采集其探測(cè)視角范圍內(nèi)的一目標(biāo)障礙物的深度圖像，再根據(jù)這個(gè)目標(biāo)障礙物的深度圖像計(jì)算出這個(gè)目標(biāo)障礙物深度信息及其尺寸大小，再選擇性地結(jié)合TOF攝像頭實(shí)時(shí)輸出的與目標(biāo)障礙物相匹配的亮度圖像數(shù)據(jù)，識(shí)別出目標(biāo)障礙物的類型；其中，TOF攝像頭設(shè)置在移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)體前方，用于探測(cè)移動(dòng)機(jī)器人的前進(jìn)方向上的目標(biāo)障礙物；其中，所述目標(biāo)障礙物的尺寸大小包括所述目標(biāo)障礙物的輪廓線的高度信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該技術(shù)方案采用TOF攝像頭獲取的障礙物的深度信息、尺寸信息和亮度信息，有效地歸類識(shí)別出室內(nèi)環(huán)境下的具備通達(dá)作用的障礙物類型，比現(xiàn)有技術(shù)的障礙物歸類處理方法更適應(yīng)于規(guī)劃出室內(nèi)實(shí)際活動(dòng)環(huán)境下的無(wú)障礙物可通行區(qū)域，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行過(guò)多的圖像特征點(diǎn)且擬合分類訓(xùn)練太多，本技術(shù)方案降低了設(shè)計(jì)成本，減輕機(jī)器人識(shí)別障礙物的運(yùn)行負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述障礙物識(shí)別方法具體包括：步驟S1、判斷所述目標(biāo)障礙物的輪廓線在預(yù)設(shè)水平寬度內(nèi)的各個(gè)位置點(diǎn)的高度是否都處于門檻閾值高度范圍內(nèi)，是則進(jìn)入步驟S2；步驟S2、判斷所述目標(biāo)障礙物的輪廓線在預(yù)設(shè)水平寬度內(nèi)的各個(gè)位置點(diǎn)的高度的方差是否滿足第一纏繞物條件，是則將所述目標(biāo)障礙物識(shí)別為纏繞物，否則進(jìn)入步驟S3；步驟S3、判斷所述目標(biāo)障礙物的輪廓線在預(yù)設(shè)水平寬度內(nèi)的各個(gè)位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)深度圖像的像素點(diǎn)的深度與相匹配的亮度圖像的像素點(diǎn)灰度的乘積的方差是否滿足第二纏繞物條件，是則將所述目標(biāo)障礙物識(shí)別為纏繞物，否則進(jìn)入步驟S4；步驟S4、判斷所述目標(biāo)障礙物所占空間的水平寬度是否小于預(yù)設(shè)孤島寬度，是則進(jìn)入步驟S5，否則將所述目標(biāo)障礙物識(shí)別為可跨越的門檻；步驟S5、判斷所述目標(biāo)障礙物所占空間的豎直高度是否小于預(yù)設(shè)孤島高度，是則將所述目標(biāo)障礙物識(shí)別為孤島障礙物；其中，門檻閾值高度范圍內(nèi)的所有高度都小于移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)體高度；預(yù)設(shè)水平寬度是大于移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)體寬度；預(yù)設(shè)孤島高度落入所述門檻閾值高度范圍，預(yù)設(shè)孤島寬度小于或等于預(yù)設(shè)水平寬度。