[发明专利]一种用于足式机器人动态运动的地形识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于足式机器人动态运动的地形识别方法及系统，其中，所述方法包括：获取RGB双目左右图像；获得点云图和轮廓线；将所述轮廓线投影到所述点云图上，截取所述轮廓线内的点云；获得共面点云团；采用MSAC的算法进行平面估计，得到平面估计的参数化模型，并剔除不符合所述参数化模型的匹配对；获得三维地形图；根据参数平面的高度和深度进行排序；通过计算得到平面交线，进而获得平面横截图；将所述平面横截图与所述得到的平面估计的参数化模型进行对比，评估识别的准确性；将所述三维地形图的点云数据视觉坐标系转化到机器人坐标系。在本发明实施中，提高机器人运动规划的可靠性，提高轮廓识别的准确性，提高地形平面参数的准确性。

技术领域

本发明涉及机器人地形识别的技术领域，尤其涉及一种用于足式机器人动态运动的地形识别方法及系统。

背景技术

腿足式机器人在运动中只需离散的落脚点而不需要连续的路径，因此较轮式和履带式机器人，其具有更为优秀的灵活性和环境适应性.在该类机器人的研究中，野外复杂地形环境下的自主运动一直是研究的重点，而地形识别及路径规划技术又是解决这一问题的关键.最近几年，国外许多研究机构已对四足机器人在复杂环境下的自主运动进行了研究，而国内由于对四足机器人的研究较晚，对地形识别及路径规划部分的研究还处于起步阶段。

而一种面向六足机器人的地形分类方法提出一种用于面向足式机器人的地形分类方法，通过离线训练已知地形类别图片，从而对所处的环境进行识别判断，自动选择步态，该方法需要对地形有先验信息进行判断，而实际中地形往往不可预测，且地形的高度差差异对步态规划产生的影响无法自适应调整，环境适应性差。

足式机器人自身的稳定步态控制通常在平坦地形条件下达到稳定状态，然而实际场景往往是非结构化、非平坦、非平滑的地面，特别是有巨大、尖锐的地形凸起，比如盒子或者楼梯。如果地形凸起高度低于足式机器人抬腿高度或者出现坡度不大的缓坡，足式机器人将在自身稳定步态控制器的调整下也将最终稳定，而实际场景中障碍物常高于足式机器人抬腿高度，机器人遇到障碍物，无法跨越，同时撞到障碍物也无法达到平稳状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于足式机器人动态运动的地形识别方法及系统，基于双目视觉的楼梯地形识别和三维地图重构，通过楼梯台阶的识别，机器人将能够修改其摆动脚轨迹，向稳定步态控制器提供地形信息，已达到跨越障碍物目的，提高足式机器人的环境适应性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于足式机器人动态运动的地形识别方法，所述方法包括：

获取RGB双目左右图像；

基于所述RGB双目左右图像，分别获得点云图和轮廓线；

将所述轮廓线投影到所述点云图上，截取所述轮廓线内的点云；

通过所述截取所述轮廓线内的点云，获得共面点云团；

基于所述共面点云团，采用MSAC的算法进行平面估计，得到平面估计的参数化模型，并剔除不符合所述参数化模型的匹配对；

基于所述平面估计的参数化模型，获得三维地形图；

基于所述三维地形图，根据参数平面的高度和深度进行排序；

在所述排序之后，通过计算得到平面交线，进而获得平面横截图；

将所述平面横截图与所述得到的平面估计的参数化模型进行对比，评估识别的准确性；

在所述评估之后，将所述三维地形图的点云数据视觉坐标系转化到机器人坐标系。

可选的，所述基于所述RGB双目左右图像，获得点云图包括：

基于所述RGB双目左右图像，采用三角测量的算法求得视差图；