[發明專利]一種用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法

有效

• 申請號: 202210577893.0
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114663775B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉啟明;代玉星;李子瑞;郭士杰
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T7/13;G06T5/20;G06T5/00;G06N3/04;G06K9/62;G01B21/16;G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 朱麗麗

1.一種用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過安裝在外骨骼機器人上的圖像采集模塊采集外骨骼機器人前進方向的路面環境圖像，以得到第一環境圖像；

將所述第一環境圖像輸入樓梯識別系統，以得到第一樓梯識別分數，其中所述樓梯識別系統利用經訓練和測試得到的樓梯識別模型，得出所述第一樓梯識別分數；

將所述第一樓梯識別分數與第一設定分數進行比較；

當所述第一樓梯識別分數大于所述第一設定分數時，將所述第一環境圖像進行灰度化處理，以得到第二環境圖像；

將所述第二環境圖像輸入直線識別系統，以得到第二樓梯識別分數；

對所述第一樓梯識別分數和第二樓梯識別分數進行加權求和，以得到第三樓梯識別分數；

將所述第三樓梯識別分數與第二設定分數進行比較；

當所述第三樓梯識別分數大于所述第二設定分數時：

通過安裝在外骨骼機器人上的測距模塊測量得到測量距離，所述測量距離為測距模塊和與其測距端正對的路面的距離；

將所述測量距離與設定距離進行比較；

當所述測量距離大于所述設定距離，判定當前路面環境為下行樓梯；

當所述測量距離小于所述設定距離，判定當前路面環境為上行樓梯。

2.根據權利要求1所述的用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法，其特征在于，所述樓梯識別模型通過以下步驟訓練得到：

采集若干構圖中包含有樓梯的第一圖片，所述第一圖片中的樓梯樣式不同，和/或背景環境也不同；

對各所述第一圖片中的樓梯部分劃分為一類，并分別進行標注，以得到標注后生成的各第二圖片；

利用各所述第二圖片對Faster R-CNN網絡進行訓練和測試，以生成所述樓梯識別模型。

3.根據權利要求1所述的用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法，其特征在于，對所述第一環境圖像進行灰度化處理之前，先對其進行銳化處理，得到第四環境圖像，再對所述第四環境圖像進行灰度化處理，以得到所述第二環境圖像。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法，其特征在于，所述第一設定分數為0.5。

5.根據權利要求4所述的用于外骨骼機器人使役環境中樓梯識別方法，其特征在于，在計算所述第三樓梯識別分數時，所述第一樓梯識別分數和所述第二樓梯識別分數權重相等，且所述第二設定分數為0.6。