[發(fā)明專利]障礙物檢測方法及驅(qū)動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110528166.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN113296116A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 湯恩智能科技（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/93
• 分類號(hào): G01S17/93
• 代理公司: 上海華誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本申請涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種障礙物檢測方法及驅(qū)動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：包括：獲取單線激光雷達(dá)探測障礙物得到的第一坐標(biāo)值，其中第一坐標(biāo)值參考單線激光雷達(dá)的坐標(biāo)系確定；對第一坐標(biāo)值進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到第二坐標(biāo)值，其中第二坐標(biāo)值參考驅(qū)動(dòng)設(shè)備的坐標(biāo)系確定；基于第二坐標(biāo)值確定障礙物的類型。本申請通過單線激光雷達(dá)采集若干探測點(diǎn)的極坐標(biāo)值，再經(jīng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)換后得到參考驅(qū)動(dòng)設(shè)備坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，再基于其中的縱坐標(biāo)值篩選障礙物點(diǎn)進(jìn)行線性擬合分析，以確定障礙物的類型；本申請還能夠進(jìn)一步確定地面障礙的尺寸及高度，以及斜坡障礙的坡度或坡角，利于提高機(jī)器人避障性能，并且實(shí)施成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種障礙物檢測方法及驅(qū)動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

智能驅(qū)動(dòng)設(shè)備，例如無人駕駛機(jī)器人，可以用在巡檢、衛(wèi)生清潔、快遞服務(wù)、用餐服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域，無人駕駛機(jī)器人的出現(xiàn)更是大大解放了勞動(dòng)力，讓人工智能為人們的生活帶來更多的便利。為了滿足各種使用場景的需要，無人駕駛機(jī)器人一般需要具備各種感知能力，例如在行進(jìn)過程中感知障礙物進(jìn)行避障的能力。

現(xiàn)有的多線三維激光雷達(dá)傳感器一般通過向量區(qū)間柱圖法(Vector FieldHistogram，VFH)基于傳感器返回的三維點(diǎn)云信息提取障礙物特征從而確定障礙物目標(biāo)進(jìn)行避障，這種避障技術(shù)雖然也能夠識(shí)別出斜坡障礙，但由于這種多線三維激光雷達(dá)成本高昂，不宜普遍推廣應(yīng)用，并且目前大部分多線三維激光雷達(dá)在機(jī)器人上的安裝位置都會(huì)存在不同程度的檢測盲區(qū)，使得機(jī)器人無法感知低矮障礙物或斜坡障礙的較低部分，從而導(dǎo)致機(jī)器人避障性能降低。對于物流、衛(wèi)生清潔等基礎(chǔ)服務(wù)領(lǐng)域的機(jī)器人，由于采用多線三維激光雷達(dá)進(jìn)行障礙物檢測方案的實(shí)現(xiàn)成本過高，因此一般只采用低成本的單線激光雷達(dá)進(jìn)行避障。

在通過單線激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的避障方案中，只能探測到機(jī)器人的行進(jìn)方向上是否存在障礙物，而對障礙物的具體特征很難做出分析預(yù)測。例如，具有一定爬坡能力的清潔機(jī)器人在清潔過程中遇到坡度較小的斜坡障礙時(shí)原本能夠爬坡前進(jìn)，而該清潔機(jī)器人會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的障礙物特征對所遇障礙物不區(qū)分類型而直接認(rèn)定為地面障礙進(jìn)行避繞，最終可能導(dǎo)致清潔機(jī)器人不合理的改變預(yù)設(shè)行進(jìn)路徑或方向，從而影響其到清潔機(jī)器人執(zhí)行工作任務(wù)的效果及時(shí)效等。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供了一種障礙物檢測方法及驅(qū)動(dòng)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)，通過采用單線激光雷達(dá)采集機(jī)器人等驅(qū)動(dòng)設(shè)備的行進(jìn)方向上若干探測點(diǎn)的極坐標(biāo)值，再經(jīng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)換后得到參考驅(qū)動(dòng)設(shè)備坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，再基于其中的縱坐標(biāo)值篩選障礙物點(diǎn)進(jìn)行線性擬合分析，最終確定障礙物的類型，以作為精準(zhǔn)選擇避障方案的依據(jù)。本申請的障礙物檢測檢測方法所采用的單線激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，當(dāng)機(jī)器人上安裝的單線激光雷達(dá)數(shù)量較多時(shí)，本申請的障礙物檢測方案能夠具有較高的準(zhǔn)確率和靈敏度，利于提高機(jī)器人的避障性能，同時(shí)機(jī)器人的生產(chǎn)成本也可控。

第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種障礙物檢測方法，應(yīng)用于包括單線激光雷達(dá)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，該方法包括：獲取所述單線激光雷達(dá)探測障礙物得到的第一坐標(biāo)值，其中所述第一坐標(biāo)值參考所述單線激光雷達(dá)的坐標(biāo)系確定；對所述第一坐標(biāo)值進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到第二坐標(biāo)值，其中所述第二坐標(biāo)值參考所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備的坐標(biāo)系確定；基于所述第二坐標(biāo)值確定所述障礙物的類型。

即通過單線激光雷達(dá)采集驅(qū)動(dòng)設(shè)備的行進(jìn)方向上或者周圍環(huán)境中的地面、所遇障礙物上的若干探測點(diǎn)，形成上述原始點(diǎn)云極坐標(biāo)。其中，原始點(diǎn)云為各探測點(diǎn)的集合。單線激光雷達(dá)掃描到地面則可以返回地面上的若干探測點(diǎn)坐標(biāo)，單線激光雷達(dá)掃描到障礙物則可以返回障礙物表面上的若干探測點(diǎn)坐標(biāo)，地面上的若干探測點(diǎn)坐標(biāo)和障礙物表面上的若干探測點(diǎn)坐標(biāo)共同組成原始點(diǎn)云坐標(biāo)，其中障礙物表面上的若干探測點(diǎn)坐標(biāo)為確定障礙物類型的有效坐標(biāo)，即為上述第一坐標(biāo)值。

例如，單線激光雷達(dá)所探測到的障礙物是地面障礙，則單線激光雷達(dá)掃描到地面障礙表面而采集到的第一坐標(biāo)值則是該地面障礙表面上若干探測點(diǎn)的原始極坐標(biāo)值，經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到的第二坐標(biāo)值例如是笛卡爾坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。