[发明专利]一种移动机器人的视觉避障方法

说明书

本发明实施例公开一种移动机器人的视觉避障方法。该方法包括采集深度图像步骤、裁剪深度图像步骤、抽取深度图像步骤、进行障碍物二维轮廓线拟合步骤和移动机器人避障处理步骤。本发明实施例所提供的一种移动机器人的视觉避障方法结合移动机器人高度信息对所获得的三维深度图像进行裁剪，不仅可以对障碍物的宽度进行判断，更可以结合机器人高度对移动机器人前进方向的空间障碍物进行检测，从而进行更为精准的避障。进一步地，该方法通过调节拟合间距，还具有调节避障物还原精度的功能，可以根据实际场景需要来控制避障物还原精度优先还是避障物还原速度优先。

技术领域

本发明涉及图像识别和自动控制的技术领域，具体涉及一种移动机器人的视觉避障方法。

背景技术

随着科学技术的发展，机器人的应用范围越来越广泛，具体如商场、超市、餐厅、街道等。面对复杂多变的路面情况和不定向移动的人流，机器人需要不停的对周围进行环境进行感知，避免移动过程中与人或障碍物发生碰撞。

目前，移动机器人上会普遍安装激光雷达、超声波等传感器以实现对障碍物的检测，从而进行避障。然而，单线激光雷达无法还原立体信息，多线激光价格又非常昂贵，超声波更是无法探测障碍物体的大小。

相对于激光雷达、超声波等传感器的避障方法，采用视觉技术可以实时得到整个视野平面的深度或者点云信息。由于视觉技术可以对整个视野内的障碍物进行检测，所以，视觉技术可以更为精确地对障碍物进行避障处理。同时由于相机的价格又非常低廉，因此，视觉避障技术得到了广泛的应用。目前，移动机器人普遍采用双目相机、RGBD相机和TOF相机来进行视觉避障。双目相机相对RGBD相机和TOF相机具有视野大，抗光照效果好的特点，这使得双目相机在移动机器人的避障功能上应用最为广泛。但是，目前采用双目避障的移动机器人的避障方式仅仅停留在对障碍物宽度的避障而忽略了对空间障碍物的避障。

因此，针对现有的采用双目避障的移动机器人未考虑空间障碍物避障的问题，需要提供一种不仅能够对障碍物宽度进行判断，更可以结合移动机器自身的高度而对移动机器人前进方向的空间障碍物进行检测的移动机器人的视觉避障方法。

发明内容

针对现有的采用双目避障的移动机器人未考虑空间障碍物避障的问题，本发明实施例提出一种移动机器人的视觉避障方法。该视觉避障方法不仅能对障碍物宽度进行判断，更可以结合移动机器自身的高度而对移动机器人前进方向的空间障碍物进行检测，从而进行更为精准的避障。

该移动机器人的视觉避障方法的具体方案如下：一种移动机器人的视觉避障方法，包括步骤S1：利用双目摄像机获取三维深度图像；步骤S2：结合所述移动机器人的高度及所述双目摄像头的安装位置，裁剪所述三维深度图像，得到与所述移动机器人高度重合的图像区域；步骤S3：设定拟合间距，按所述拟合间距间隔地抽取所述图像区域而获得行图像，并将所述行图像按顺序合并成一幅新的深度图像；步骤S4：根据所述新的深度图像，拟合出障碍物的二维轮廓线；步骤S5：解析所述障碍物的二维轮廓线，并根据解析的结果执行相应的避障行为。

优选地，所述双目摄像头的视野方向为所述移动机器人的前进方向。

优选地，裁剪掉所述三维图像中高于所述移动机器人的成像区域和对应的双目摄像机对地面的成像区域。

优选地，所述拟合间距的范围为0到100。

优选地，所述步骤S4具体包括：步骤S41：提取所述新的深度图像的每一列深度值的最小值；步骤S42：将所有列的最小值按顺序合成一条单线深度数据；步骤S43：利用相机标定原理将所述单线深度数据转换至世界坐标系中，得到障碍物的二维轮廓线。

优选地，步骤S43具体的计算过程为：