[发明专利]基于毫米波雷达的机器人地形识别方法及雷达装置

说明书

本申请实施例公开了一种基于毫米波雷达的机器人地形识别方法及雷达装置。该方法包括：雷达装置向地面发射毫米波雷达信号并接收回波信号；根据接收到的回波信号，雷达装置可以计算得到机器人在不同地形上行走时地面与雷达装置之间的距离信息和相对速度信息；雷达装置进而可以利用神经网络对机器人行走过程中的地形进行识别。实施本申请实施例，可以通过毫米波雷达识别机器人行走过程中的地形，提高机器人行走的稳定性。

技术领域

本申请涉及毫米波探测技术领域，具体涉及基于毫米波雷达的机器人地形识别方法及雷达装置。

背景技术

随着机器人的发展，外骨骼机器人的应用越来越广泛。外骨骼机器人即机器人与人类的合体。外骨骼机器人可实现辅助人类行走、负重等功能。

外骨骼机器人在行走的过程中，需要根据识别到的地形来调节下肢的运动。目前，外骨骼机器人可以通过深度相机和惯性测量单元获取周边的环境点云，然后利用神经网络对环境点云进行分类，从而识别周边环境的地形。例如，平地、上楼梯或者下楼梯等。

但由于深度相机是基于光学图像的，其地形识别的正确率受光线影响大。当环境中光线不足时，地形识别的正确率会显著下降，从而影响了外骨骼机器人行走的稳定性。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于毫米波雷达的机器人地形识别方法及雷达装置，可用于识别机器人行走过程中的地形，提高机器人行走的稳定性。

第一方面，本申请实施例提供了一种机器人地形识别方法，该方法应用于雷达装置，该雷达装置安装在机器人的第一脚部。其中：

雷达装置可以向第一地面先后发射K次毫米波雷达信号，并先后接收到K次回波信号。K为正整数。

雷达装置可以根据这K次回波信号确定发射K次毫米波雷达信号时第一地面与雷达装置之间的距离信息和相对速度信息。其中，这K次回波信号中的第i次回波信号可用于确定发射第i次毫米波雷达信号时第一地面与雷达装置之间的距离信息、相对速度信息。上述第i次回波信号对应上述第i次毫米波雷达信号。上述第i次回波信号包括第一地面的H个目标反射回来的H个回波信号，这H个回波信号中的第j个回波信号可用于确定第j个目标与雷达装置之间的距离信息、相对速度信息。发射上述第i次毫米波雷达信号时第一地面与所述雷达装置之间的距离信息可包括上述H个目标与雷达装置之间的距离信息。发射上述第i次毫米波雷达信号时第一地面与雷达装置之间相对速度信息可包括上述H个目标与雷达装置之间的相对速度信息。i为小于或等于K的正整数。H为正整数。j为小于或等于H的正整数。

雷达装置可根据发射K次毫米波雷达信号时第一地面与雷达装置之间的距离信息和相对速度信息，确定第一地面的地形。

需要进行说明的是，上述第一地面与雷达装置之间的相对速度信息可以包括第一地面与雷达装置之间的相对速度大小、相对速度方向。

在本申请中，雷达装置可以在第一时间段内向第一地面先后发射K次毫米波雷达信号，并先后接收到K次回波信号。该第一时间段为该第一脚部抬离该第一地面并远离该第二脚部移动至该第一脚部落地这一过程的持续时长。该机器人还包括该第二脚部。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当雷达装置确定雷达装置所安装于的第一脚部为该机器人的支撑腿的脚部时，雷达装置可以停止发射该毫米波雷达信号。这样可以节省雷达装置的功耗。

需要进行说明的是，雷达装置中可包含有运动传感器。该运动传感器可用于检测机器人腿部的运动状态。当运动传感器确定安装有雷达装置的腿部为支撑腿时，该雷达装置可以停止发射毫米波雷达信号。