[發明專利]一種基于深度數據的障礙物碰撞警告方法及視覺芯片

在審

• 申請號: 202011336291.3
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112308033A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 戴劍鋒;賴欽偉;肖剛軍
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于深度數據的障礙物碰撞警告方法，其特征在于，包括：

根據TOF攝像頭當前采集獲取的目標障礙物的輪廓的深度圖像、目標障礙物的深度信息以及TOF攝像頭的內外參數，計算獲取目標障礙物的實際物理尺寸，并在此基礎上設置出用于包圍目標障礙物的虛擬矩形框，其中，這個虛擬矩形框是位于機器人的行進平面上；

當機器人行走至這個虛擬矩形框的內部且檢測到機器人的當前行走方向是存在碰撞目標障礙物的趨勢時，控制機器人觸發碰撞警告信號。

2.根據權利要求1所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，所述機器人行走至這個虛擬矩形框的內部的判斷步驟包括：

判斷所述虛擬矩形框的其中三個不同端點相對于機器人當前行走方向形成的夾角的角度和小于90度，是則確定機器人沒有行走至所述虛擬矩形框的內部，否則確定機器人已經行走至所述虛擬矩形框的內部；

其中，所述目標障礙物的實際物理尺寸包括所述虛擬矩形框的四個不同端點的坐標信息；

其中，所述虛擬矩形框的一個端點相對于機器人當前行走方向形成的夾角是：這個端點與機器人的機體中心的連線相對于機器人當前行走方向所形成的偏轉角。

3.根據權利要求2所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，所述機器人在所述虛擬矩形框的內部后，機器人的當前行走方向是趨向于碰撞目標障礙物的判斷步驟包括：

判斷機器人的機體中心與所述虛擬矩形框的中心的連線與機器人的當前行走方向所成的夾角是否為銳角，是則確定機器人的當前行走方向是趨向于碰撞所述目標障礙物，否則確定機器人的當前行走方向不是趨向于碰撞所述目標障礙物。

4.根據權利要求1至3任一項所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，基于所述目標障礙物的最左側與機器人的機體中心的水平距離、所述目標障礙物的最右側與機器人的機體中心的水平距離，限制所述虛擬矩形框的端點的坐標范圍，使得所述虛擬矩形框用于包圍所述目標障礙物在機器人的行進平面上的輪廓；再確定這個虛擬矩形框的四個不同端點相對于機器人的機體中心的坐標，以使得所述虛擬矩形框的中心是所述目標障礙物的中心；

其中，獲取到的所述目標障礙物是在TOF攝像頭當前的視場區域內，且位于機器人的前方。

5.根據權利要求4所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，所述目標障礙物的輪廓的深度圖像包括：對TOF攝像頭采集的深度圖像數據濾波處理和連通域分析以分割出來的圖像輪廓坐標信息；

其中，TOF攝像頭采集的深度圖像數據是同時處于TOF攝像頭的有效測距范圍和TOF攝像頭的視角范圍的目標障礙物的深度圖像數據。

6.根據權利要求5所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，在獲取所述目標障礙物的輪廓的深度圖像、所述目標障礙物的深度信息以及TOF攝像頭的內外參數的基礎上，利用三角原理，將所述目標障礙物的圖像輪廓坐標信息由TOF攝像頭的成像平面換算為世界坐標系下，其中，換算的結果包括：在TOF攝像頭的視角范圍和有效測距范圍的重疊區域內，所述目標障礙物的最左側與機器人的機體中心的水平距離、所述目標障礙物的最右側與機器人的機體中心的水平距離。

7.根據權利要求6所述障礙物碰撞警告方法，其特征在于，若所述目標障礙物的輪廓不是全部處于TOF攝像頭的視角范圍內和/或TOF攝像頭的有效測距范圍內，機器人設置出的所述虛擬矩形框的中心仍然是所述目標障礙物的中心。

8.一種視覺芯片，其特征在于，該視覺芯片存儲權利要求1至7任一項所述的基于深度數據的障礙物碰撞警告方法對應的程序，用于控制機器人在觸碰TOF攝像頭的有效視場區域內的目標障礙物之前，觸發碰撞警告信號。