[发明专利]一种应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法

权利要求书

1.一种应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：应用光沿直线传播这一特性，提取障碍物的边界信息，其步骤如下：

步骤1：对地图进行转化，将灰度图或者SLAM所构建的地图二值化处理，得到转化后的地图，此过程称为地图二值化过程；

步骤2：针对转化后的地图，在地图上的可通行域随机储存节点在顺序表中，并从此开始发射光线，此过程称为初始化过程；所述储存节点的方法为：设置两个顺序表，一个顺序表为allnode表，储存所有的节点，即已经发射过光线与尚未发射光线的所有节点，另一个顺序表为open表，储存尚未发射光线的节点；初始化时，随机选取的点加入open表中；

步骤3：当光线碰触障碍物时，记录光线与障碍物的碰撞点的坐标，并与顺序表中已有的节点求取距离，若距离小于设定阈值则舍弃该点，否则保留，该过程称为节点储存判定过程；

步骤4：从保留的节点开始，重新发射光线，并重复步骤3的过程，获得一系列符合节点判定保留要求的节点，此过程称为重复光线发射过程；

步骤5：当所有光线碰撞障碍物都无法生成新的节点时，判断节点生成结束；

步骤6：将所有的节点进行连接，最终输出障碍物的边界信息，此过程称为连接过程；

所述步骤1中，地图的二值化的方法为：

调用opencv库读入所给的地图文件，并将地图矩阵转化为一个二维整形数组，即表示二维平面空间，数组中的每一个元素代表地图上相应坐标的一个像素点，若该像素点为障碍物点，则将数组值设为1，若该像素点为可通过点，则将数组值设为0。

2.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：所述步骤2中，发射光线的方法为：

(1)对于某一节点，从0度，即水平向右方向开始每隔一个固定的步长发射光线，直到360度为止；

(2)对于每个方向，光线逐像素向前推进，每推进一个像素点，将会检测该像素点是否为可通过点，若可通过则继续推进，若不可通过则表示碰到障碍物，记录此时碰到障碍物的坐标点，进入步骤3的判断过程；

(3)若某一方向发射的光线从发射起点到与障碍物的碰撞点之间的距离小于设定的阈值，则该某一方向的光线将被舍弃。

3.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：所述步骤3中，具体过程如下：

当光线碰到障碍物时，将该光线与障碍物的碰撞点与allnode表中的所有节点求取距离，若该距离小于设定的某一阈值，则舍弃该点，否则将该点加入allnode表和open表中。

4.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：所述步骤4中，具体为：

取出open表头的一个元素，重复步骤2所示的光线发射过程。

5.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：所述步骤5中，判断节点生成结束的方法为：

当某一节点发射的光线与障碍物的碰撞点与已有点的距离均小于设定的某一阈值时，则该节点不会生成新的节点，此后再从open表中取出一个节点进行光线发射，此时open表中的节点个数将会减少，当open表为空时，即节点生成过程结束。

6.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取障碍物边界的方法，其特征在于：所述步骤6中，连接方法为：

从allnode表的表头开始，每一个节点都与其后的所有节点求取距离，若其距离小于设定某一阈值，则将这两个节点进行连接，该设定的阈值与步骤3中的阈值有相关性，此处阈值应略大于步骤3中的阈值，以达到较好的效果，顺序表中所有节点处理完后，连接过程即结束。