[发明专利]防跌落装置、机器人和防跌落方法

说明书

本申请实施方式提供了一种防跌落装置、机器人和防跌落方法，所述防跌落装置包括：3D点云获取装置，所述3D点云获取装置用于获取目标区域内的3D点云数据，用以确定各像素点的第一空间坐标；其中，各所述像素点的第一空间坐标用于表征所述像素点相对于所述3D点云获取装置的空间位置；所述3D点云获取装置搭载于机器人的前端；第一处理单元，所述第一处理单元用于基于所述3D点云获取装置与所述机器人的底盘中心的相对位置关系和相对角度关系，将各所述像素点的所述第一空间坐标转化为第二空间坐标；其中，各所述像素点的第二空间坐标用于表征各所述像素点相对于所述机器人的底盘中心的空间位置；第二处理单元，所述第二处理单元用于至少基于各所述像素点的第二空间坐标，评价所述目标区域对应的路况的通行能力；其中，评价所述通行能力的维度至少包括跌落风险。以防止机器人跌落。

技术领域

本申请涉及自动控制领域，特别涉及一种防跌落装置、机器人和防跌落方法。

背景技术

目前机器人的定位导航技术，使用的都是2D平面的激光雷达，只能检测到略高于激光雷达安装高度的障碍物。因此机器人在运行中存在较大的盲区，无法感知到会影响到机器人运行的特殊地形，如果跌落台阶或坑洞，将对机器人造成严重损害。

发明内容

本申请实施方式提供了一种防跌落装置、机器人和防跌落方法，可以自动检测到台阶或者坑洞等，防止机器人跌落。

本申请实施方式提供了一种防跌落装置，所述防跌落装置包括：3D点云获取装置，所述3D点云获取装置用于获取目标区域内的3D点云数据，用以确定各像素点的第一空间坐标；其中，各所述像素点的第一空间坐标用于表征所述像素点相对于所述3D点云获取装置的空间位置；所述3D点云获取装置搭载于机器人的前端；第一处理单元，所述第一处理单元用于基于所述3D点云获取装置与所述机器人的底盘中心的相对位置关系和相对角度关系，将各所述像素点的所述第一空间坐标转化为第二空间坐标；其中，各所述像素点的第二空间坐标用于表征各所述像素点相对于所述机器人的底盘中心的空间位置；第二处理单元，所述第二处理单元用于至少基于各所述像素点的第二空间坐标，评价所述目标区域对应的路况的通行能力；其中，评价所述通行能力的维度至少包括跌落风险。

在一个实施方式中，所述3D点云获取装置为双目摄像头。

在一个实施方式中，所述双目摄像头位于距地面高度50cm，所述双目摄像头水平向下的俯视角度为15°，所述双目摄像头的FOV为水平方向90°垂直方向60°。

在一个实施方式中，所述第二处理单元还用于基于各所述像素点的第二空间坐标，确定所述目标区域对应的路况；在所述目标区域存在相对于地面低于或等于向下台阶高度阈值的区域时，确定该路况为存在向下台阶的路况；在所述目标区域存在低于地面且高于向下台阶高度阈值的区域时，确定该路况为存在坑洞的路况；在所述目标区域存在相对于地面高于或等于向上台阶高度阈值的区域时，确定该路况为存在向上台阶的路况。

在一个实施方式中，还包括：所述机器人至少具有以下防跌落能力值之一：针对向下台阶的第一防跌落能力值、针对坑洞的第二防跌落能力值；评价所述第一防跌落能力值至少包括以下维度之一：可跨越台阶深度、可跨越台阶宽度；评价所述第二防跌落能力值至少包括以下维度之一：可跨越坑洞深度、可跨越坑洞宽度、可跨越坑洞长度、可跨越坑洞面积。

在一个实施方式中，所述第二处理单元还基于前进方向角来评价所述通行能力的跌落风险；所述前进方向角为所述机器人的前进方向与向下台阶或坑洞的水平垂直方向的夹角。

在一个实施方式中，所述第二处理单元还用于将所述机器人的防跌落能力值与所述目标区域对应的路况的通行能力匹配；在符合通行要求的情况下，所述机器人按原路径行驶；否则，重新规划路径。