[發(fā)明專利]一種基于TOF攝像頭的障礙物分割處理方法及芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011340709.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112308039A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴劍鋒;賴欽偉;肖剛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市一微半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種基于TOF攝像頭的障礙物分割處理方法及芯片，該障礙物分割處理方法包括：從TOF攝像頭當(dāng)前采集的目標(biāo)障礙物的深度圖像中提取出目標(biāo)障礙物的實(shí)際物理輪廓模型；將目標(biāo)障礙物的實(shí)際物理輪廓模型在機(jī)器人的機(jī)身直徑的水平投影范圍內(nèi)的部分等間距切分為五等份的行進(jìn)距離區(qū)域；根據(jù)目標(biāo)障礙物的識別類型，適應(yīng)性地利用統(tǒng)計(jì)運(yùn)算的方式處理前述五等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)測得的深度信息，以獲取最大避障行走距離，使得機(jī)器人從當(dāng)前位置開始，沿著當(dāng)前行走方向行走的距離不超出所述最大避障行走距離；其中，所述障礙物切分方法的執(zhí)行主體是機(jī)身前端裝配有TOF攝像頭的機(jī)器人，目標(biāo)障礙物是在TOF攝像頭當(dāng)前的視場區(qū)域內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能機(jī)器人測距的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于TOF攝像頭的障礙物分割處理方法及芯片。

背景技術(shù)

TOF是飛行時(shí)間(Timeof Flight) 技術(shù)的縮寫，即傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，傳感器通過計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來換算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息。

現(xiàn)有技術(shù)從深度圖像的目標(biāo)物體的輪廓線（輪廓特征）中直接提取計(jì)算出深度信息，用于機(jī)器人的測距，但是經(jīng)過圖像分割處理出來的深度圖像的目標(biāo)物體的輪廓線與實(shí)際尺寸大小、形狀存在誤差，比如墻壁或家具的某一平行壁面在深度圖像中的輪廓線不是平行的，小玩具或矮圓柱被采集獲取的深度圖像輪廓線的形狀變化趨勢與實(shí)際的不同，玩具的兩側(cè)較矮的小部件沒有被分割提取出輪廓，還有些孤立的柱子的兩側(cè)原本沒有物體貼合卻被分割提取出多余的圓形輪廓。

導(dǎo)致機(jī)器人對障礙物的測距信息缺乏有效性，進(jìn)而影響機(jī)器人的避障效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了給機(jī)器人提供更加有效的障礙物測距信息，保證機(jī)器人的避障效果，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種基于TOF攝像頭的障礙物分割處理方法，包括：從TOF攝像頭當(dāng)前采集的目標(biāo)障礙物的深度圖像中提取出目標(biāo)障礙物的實(shí)際物理輪廓模型；將目標(biāo)障礙物的實(shí)際物理輪廓模型落在機(jī)器人的機(jī)身直徑的投影范圍內(nèi)的部分等間距切分為五等份的行進(jìn)距離區(qū)域；根據(jù)目標(biāo)障礙物的識別類型適應(yīng)性地處理前述五等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)測得的深度信息，以獲取最大避障行走距離；其中，所述障礙物切分方法的執(zhí)行主體是機(jī)身前端裝配有TOF攝像頭的機(jī)器人，目標(biāo)障礙物是在TOF攝像頭當(dāng)前的視場區(qū)域內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案將目標(biāo)障礙物的輪廓按照機(jī)身水平寬度等間距切分為五等份，并根據(jù)目標(biāo)障礙物的識別類型適應(yīng)性地處理前述五等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)測得的深度信息，以獲取最大避障行走距離，從而在TOF攝像頭采集的深度圖像的輪廓線不完整的狀態(tài)下，仍能保證機(jī)器人對障礙物的測距信息的有效性，提高機(jī)器人的避障效果。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)目標(biāo)障礙物的識別類型處理前述五等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)測得的深度信息，以獲取最大避障行走距離的方法包括：當(dāng)所述目標(biāo)障礙物識別分類為墻類型障礙物或門檻類型障礙物時(shí)，從等間距切分得到的每一等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)選擇出最佳深度，再對這五等份的行進(jìn)距離區(qū)域內(nèi)的最佳深度求取平均值，再把這一平均值確定為平行面的最大避障行走距離。從而克服墻壁或家具的某一平行壁面在深度圖像中的輪廓線不是平行而產(chǎn)生的深度數(shù)據(jù)誤差問題，獲取表征機(jī)器人與墻體等具有平行擋面的障礙物的最佳距離、機(jī)器人與空間分隔類型的障礙物之間具備代表性的距離。