[发明专利]一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人视觉环境感知领域，具体涉及一种感知星表地形的方法。

背景技术

利用结构光感知星表地形，在国外行星探测车上取得了一定的应用，但是由于其功耗比较大，后期美国火星探测过程中采用了双目立体视觉取代了其在行星表面感知中的应用。根据国外相关资料，基于结构光的星表环境感知采用激光条纹仪是因为其主动性强、可靠性高，但是获得信息量较小，更多地获得并合理利用这些信息的方法国外资料文献中多不涉及

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法，能够解决如下地形环境感知中的问题：

a)能够定义可用激光条纹感知的环境、并确定危险源；

b)确定激光条纹仪感知区域的划分；

c)能够获取激光条纹信息；

本发明的技术方案如下：

一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法，其中，该方法采用如下步骤：

1)定义危险源为高度障碍，记为A；

2)在探测车的前方放置可发射一组一字线激光的激光条纹仪；

3)将探测车前地形区域分为行走区、安全区和参考区三个分区；

4)获取并保存激光条纹信息；

所述的步骤2)中放激光条纹仪安装在距水平面高度为H的探测车的最前 端，经过校准后激光条纹仪发射的所有激光线的发光平面的相交于直线D₀D₁，该直线称为出射线。

在上述的一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法中，所述的步骤3)将探测车前面的场景分为行走区、安全区和参考区，具体步骤如下：

第一步，确定激光条纹仪出射的激光线的数目n，n满足相邻激光线在安全距离内的水平间距小于危险源A左右两端的水平间距，且n为奇数；

第二步，根据探测区域的大小确定激光条纹仪的视场角度AngleSL，保证第1条和第n条激光线所包围的区域包含探测区域；

第三步，利用下式计算出射线与水平面的交点D₀与探测车之间的距离d₀；

d0=(n-1)×d2tan(AngleSL/2)]]>

其中：d为激光条纹仪两端的两个激光器的光学中心的距离。

D₀为出射线与水平面的交点。

第四步，利用下式计算激光线n_li的出射角度；

Laser_ShootAngle＝arctan(n_li*d/d₀)

其中n_li为激光线对应的出射位置系数。

第五步，确定安全区

利用下式确定A′～I ′点在水平面的极坐标以确定安全区，极坐标的角度为每条激光线的出射角，极坐标的半径为A′～I′与各个出射点与水平面的交点D₀间的距离D₀P_0i′；

d₀′＝d₀×cos(Laser_ShootAngle)