[發(fā)明專利]實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111049795.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN113935946B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建圻;溫俊彬;曾碧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11;G06T7/62;G06T7/73;G06T5/00;G06V10/762
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 戴緒霖

本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法及裝置，包括：生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體素化降采樣處理，得到處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；將點(diǎn)云分割成若干塊地面斷層點(diǎn)云，聚類出若干個(gè)點(diǎn)云簇作為地面斷層點(diǎn)簇；通過所述地面斷層點(diǎn)簇，獲取每一個(gè)點(diǎn)簇的最大深度位置以及寬度信息，利用所述機(jī)器車的位姿約束，得到地面斷層的地面面積；根據(jù)所述地面斷層點(diǎn)簇的位置、大小信息以及所述地面斷層的地面面積，得到平面點(diǎn)云信息，獲取地下障礙物的信息；本發(fā)明所述的方法能夠?qū)崟r(shí)提高機(jī)器車避障功能的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種基于相機(jī)點(diǎn)云的機(jī)器車局部規(guī)劃實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法、裝置，屬于實(shí)時(shí)檢測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)中，大部分的移動(dòng)機(jī)器人依靠2d激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能，還有通過雙目相機(jī)計(jì)算障礙物深度和利用彩色圖像對(duì)障礙物進(jìn)行分割，此種算法較為復(fù)雜而且計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性較低；以及使用rgbd相機(jī)點(diǎn)云進(jìn)行自適應(yīng)密度聚類算法，通過計(jì)算質(zhì)心來計(jì)算地面斷層面積的方法，此種算法在遇到地面大大斷層等室內(nèi)樓梯口，在寬敞的環(huán)境中易檢測(cè)失敗。

目前已有的解決方法，包括：如，基于YOLO算法的視覺系統(tǒng)，可以識(shí)別可能成為移動(dòng)機(jī)器人路徑障礙的靜態(tài)物體；對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)器車避障方法，可以預(yù)定義障礙物進(jìn)行訓(xùn)練，得到較好的識(shí)別準(zhǔn)確率，誤差低于3,64％；但對(duì)于機(jī)器車而言，需要用到深度學(xué)習(xí)，消耗算力，無法滿足前進(jìn)過程中的實(shí)時(shí)性要求；還有，如根據(jù)rgbd深度相機(jī)生成三維點(diǎn)云，做自適應(yīng)點(diǎn)云聚類，分割出障礙物點(diǎn)云簇，根據(jù)障礙物三維點(diǎn)云點(diǎn)簇質(zhì)心及大小得出障礙物的信息，最后轉(zhuǎn)換為2d激光雷達(dá)信息；但是這種方案在點(diǎn)云信息不全時(shí)會(huì)誤檢，無法達(dá)到避障目的。

一種具有實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法及裝置亟待研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法及裝置，其技術(shù)方案如下：

一種實(shí)時(shí)檢測(cè)地下障礙物的方法，包括：

生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體素化降采樣處理，得到處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

將點(diǎn)云分割成若干塊地面斷層點(diǎn)云，聚類出若干個(gè)點(diǎn)云簇作為地面斷層點(diǎn)簇；

通過所述地面斷層點(diǎn)簇，獲取每一個(gè)點(diǎn)簇的最大深度位置以及寬度信息，利用所述機(jī)器車的位姿約束，得到地面斷層的地面面積；

根據(jù)所述地面斷層點(diǎn)簇的位置、大小信息以及所述地面斷層的地面面積，得到平面點(diǎn)云信息，獲取地下障礙物的信息。

所述“生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體素化降采樣處理，得到處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)”，包括：

使用Astra相機(jī)驅(qū)動(dòng)生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

利用PCL點(diǎn)云庫對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體素化降采樣處理，設(shè)置體素柵格大小，并將降采樣后的點(diǎn)云保存為sorCloud，格式為PointXYZ。

在所述“生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行體素化降采樣處理，得到處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)”之后，還包括：無關(guān)點(diǎn)云剔除的步驟：

通過直通濾波器，將高于地面的點(diǎn)云以及設(shè)定距離之外的點(diǎn)云剔除。

所述“將點(diǎn)云分割成若干塊地面斷層點(diǎn)云，聚類出若干個(gè)點(diǎn)云簇作為地面斷層點(diǎn)簇”，包括：

利用PCL點(diǎn)云庫中的歐式聚類算法對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，將點(diǎn)云分割成若干塊地面斷層點(diǎn)云；

設(shè)置每一簇點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最低點(diǎn)云點(diǎn)數(shù)和最大點(diǎn)云點(diǎn)數(shù)，得到地下障礙物點(diǎn)云。

所述“通過所述地面斷層點(diǎn)簇，獲取每一個(gè)點(diǎn)簇的最大深度位置以及寬度信息，利用所述機(jī)器車的位姿約束，得到地面斷層的地面面積”，包括：