[发明专利]基于Kinect传感器深度图机器人工作环境不确定性地图构建法

说明书

一种基于Kinect传感器深度图的机器人工作环境不确定性地图构建方法：其特征在于：该方法包括有以下步骤：步骤（1）：机器人使用Kinect传感器采集深度数据；步骤（2）：对采集的深度数据进行预处理，得到深度数据图；步骤（3）：采集地面深度数据并进行地面模型提取；步骤（4）：对深度数据图进行地面模型剪切处理得到障碍物深度图，步骤（5）：对障碍物深度图进行检测并识别障碍区域，步骤（6）对障碍区和空闲区分析形成机器人工作环境的不确定性栅格地图。本发明可以准确的检测出周围环境并建立不确定性栅格地图，为机器人完成避障、导航、路径规划等其他任务提供了前提和条件。

技术领域：本发明涉及一种基于Kinect传感器深度图的机器人工作环境不确定性地图构建方法。本发明实现了机器人通过对周围环境的检测并形成不确定性地图，可以为机器人完成避障、导航、路径规划等其他任务提供了前提和条件。

背景技术：构建地图是移动机器人学研究的核心内容之一，其目的是通过对地图的构建可以更好的表现周围的环境信息，更有利于机器人识别环境信息以便于后续的工作。目前对机器人建立环境地图的方法有很多，基于激光传感器的环境地图构建方法存在着传感器价格过高，性价比低等缺点；基于超声传感器的环境地图构建方法存在着获取的环境信息比较粗糙，精度低等缺点；基于视觉传感器的环境地图构建方法存在着计算复杂，较难实现等缺点。本发明使用的传感器是Kinect，它是微软公司在2010年推出的一种新的传感器，它不但能获取环境的光学图像还能获取光学图像上物体的位置信息，其获取的信息量丰富，环境适应性好、结构简单、实时性强并且价格低廉，因此可以成为机器人环境感知的一种有利工具。Kinect传感器通过彩色摄像头和深度摄像头来采集室内环境的3维信息，通过输出一个RGB图像和红外深度图像来确定环境中每一个点的颜色信息和深度信息。本发明所建立的地图为栅格地图。栅格地图是将环境离散化为一系列的栅格，每个栅格都有一种状态。Kinect传感器存在着随着距离的增大所检测到的深度距离误差会变大的特点，因此所检测到栅格存在的障碍物也存在着不确定性。最后得到的地图即为不确定性的栅格地图。

发明内容：

发明目的：本发明提供一种基于Kinect传感器深度图的机器人工作环境不确定性地图构建方法，其目的在于实现对周围环境的检测并构建出地图以便于机器人的后续工作。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实施的：

1.一种基于Kinect传感器深度图的机器人工作环境不确定性地图构建方法：其特征在于：该方法包括有以下步骤：

步骤(1)：机器人使用Kinect传感器采集深度数据；

步骤(2)：对采集的深度数据进行预处理，得到深度数据图；

步骤(3)：采集地面深度数据并进行地面模型提取；

步骤(4)：对深度数据图进行地面模型剪切处理得到障碍物深度图，再对原深度数据图与障碍物深度图进行剪切处理得到地面深度图；

步骤(5)：对障碍物深度图进行检测并识别障碍区域，对地面深度图进行检测并识别空闲区域，对障碍区和空闲区分析形成不确定性栅格地图；

步骤(6)对障碍区和空闲区分析形成机器人工作环境的不确定性栅格地图。