[發(fā)明專利]基于單線激光雷達的自適應(yīng)貼邊作業(yè)方法、裝置及機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011479111.7
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112650230A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張斌;陳凱;張歲寒;李亮;胡小林;萬軍;羅新亮;戴曉羅;孟祥晶;王道鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東盈峰智能環(huán)衛(wèi)科技有限公司;長沙中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S17/931;G01S17/89
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 黃海波

本發(fā)明公開了一種基于單線激光雷達的自適應(yīng)貼邊作業(yè)方法、裝置及機器人，所述方法包括步驟：將單線激光雷達掃描所得的點云分解到XY平面；依次進行兩次差分運算，并對兩次差分運算后進行濾波刪除；將點云進行DBSCAN聚類；利用路沿側(cè)邊點云的幾何特征找出路沿側(cè)邊點云聚類，并將所述路沿側(cè)邊點云聚類中第一個點云ξ₁的X分量ξ₁_X作為當前幀路沿距離檢測值；將滿足設(shè)定條件各幀路沿檢測結(jié)果的平均值Ω作為路沿距離檢測值d發(fā)送至機器人的整車控制器；發(fā)送指令使整車控制器根據(jù)路沿距離檢測值d控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的動作實現(xiàn)機器人貼邊運動。本發(fā)明檢測距離廣，檢測精度高，且對環(huán)境具有較強的適應(yīng)性及抗干擾能力，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于單線激光雷達的自適應(yīng)貼邊作業(yè)系統(tǒng)、裝置及機器人。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)作業(yè)中，在環(huán)衛(wèi)裝備進行路面清潔時依靠眼睛觀察，控制方向盤保持掃盤與路沿的距離，準確性較差，對作業(yè)效果影響較大。駕駛員觀察路沿的同時還需觀察前方路況保障駕駛，勞動強度較大。駕駛員同時處理多種工作，對駕駛安全影響大，因此，為降低駕駛員勞動強度，提高駕駛安全性，目前有些環(huán)衛(wèi)裝備設(shè)置了通過融合多種傳感器進行路沿檢測的輔助駕駛系統(tǒng)，以降低對駕駛員的依賴。常用的傳感器包括GPS定位、輪速計、IMU傳感器、雙16線激光雷達、攝像頭等，然而，工程實踐證明，上述傳感器存在諸多不足，包括：

1、GPS定位、輪速計、IMU傳感器會隨著機器人移動自身誤差不斷累積，貼邊檢測信息精度較差。

2、采用GPS定位精度較差，采用視覺對車道線進行識別容易受周圍環(huán)境、光照影響。

3、采用雙16線激光雷達，由于主控制器要求算力較高，因此對主控制器的硬件要求高，成本高企。

4、采用多傳感器融合方式，成本過高，不利于商業(yè)化推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一方面提供了一種基于單線激光雷達的自適應(yīng)貼邊作業(yè)方法，以解決現(xiàn)有輔助駕駛系統(tǒng)檢測精度較差、易受環(huán)境光照影響、以及成本過高的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于單線激光雷達的自適應(yīng)貼邊作業(yè)方法，包括步驟：

將單線激光雷達掃描所得的點云ξ_i分解到XY平面，得到針對每一個點云ξ_i的X、Y分量分別為ξ_i_X、ξ_i_Y，保存到集合A中，其中，XY平面與單線激光雷達的掃描面共面，且以單線激光雷達的中心為原點，Y軸向上垂直地面，X軸指向路沿方向；對集合A中的ξ_i_Y依次進行兩次差分運算，并對兩次差分運算后將ξ_i_Y＝0的點云進行濾波刪除，得到ξ_i_Y0的所有點云；

將濾波刪除后所得到的ξ_i_Y0的所有點云進行DBSCAN聚類，得到數(shù)量為n的聚類集合φ_i；

利用路沿側(cè)邊點云的幾何特征從聚類集合φ_i中找出路沿側(cè)邊點云聚類，并將所述路沿側(cè)邊點云聚類中第一個點云ξ₁的X分量ξ₁_X作為當前幀路沿距離檢測值；

若當前幀路沿距離檢測值與歷史幀路沿距離檢測值之差滿足設(shè)定條件時，將滿足設(shè)定條件各幀路沿檢測結(jié)果的平均值Ω作為路沿距離檢測值d發(fā)送至機器人的整車控制器；

發(fā)送指令使整車控制器根據(jù)路沿距離檢測值d控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的動作以實現(xiàn)機器人貼邊運動。

進一步地，將單線激光雷達掃描所得的點云ξ_i分解到XY平面之前，還包括步驟：

將單線激光雷達掃描所得的點云數(shù)據(jù)進行預處理，剔除噪聲點、異常點數(shù)據(jù)。