[发明专利]一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统

权利要求书

1.一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，该系统包括：

超声避障模块，用于利用超声波反射检测并获取障碍物信息；

双目避障模块，用于获取视差图像、深度图像及及光线，并建立世界坐标系；

导航避障模块，用于动态计算机器人前方范围数据，指定障碍物在导航的分布，实现软避障。

2.根据权利要求1所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述视差图像指双目立体视觉融合两只眼睛获取的图像并观察它们之间的区别，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来所产生的差别。

3.根据权利要求2所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述视差图像可通过绝对差值图进行表示，所述绝对差值图计算方法为：

D＝|L-R|：

其中，L代表左视图，R代表右视图，D代表对应的绝对差值图的亮度值。

4.根据权利要求1所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述深度图像指将从图像采集器到场景中各点的距离值作为像素值的图像。

5.根据权利要求4所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述深度图像的获取方法包括激光雷达深度成像法、计算机立体视觉成像法、坐标测量机法、莫尔条纹法及结构光法。

6.根据权利要求5所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述深度图像经过坐标转换可以计算为点云数据，且有规则及必要信息的点云数据可以反算为深度图像。

7.根据权利要求1所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述光线指连接图像上一点到光心形成的一条射线，并通过结合多条光线在所述世界坐标系中形成的相交关系，获取基础矩阵F和本质矩阵E。

8.根据权利要求7所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述基础矩阵F计算方法为通过找到像素坐标系上的一个像素点在另一视图上的对极线，采用相机内参信息将相机坐标系与像素坐标系联系起来。

9.根据权利要求1所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，所述动态计算机器人前方范围数据的计算公式为：

x₀＝rcosα

y₀＝rsinα

x＝rcos(α+θ)＝rcosαcosθ-rsinαsinθ＝x₀cosθ-y₀sinθ

y＝rsin(α+θ)＝rsinαcosθ+rcosαsinθ＝ycosθ+x₀sinθ；

转换为矩阵运算为：

其中，x₀、y₀分别为P点的横坐标与纵坐标，x、y分别为P点绕原点顺时针旋转后得到的P′点的横坐标与纵坐标，r为原点到P点与P′点的距离。

10.根据权利要求9所述的一种工业类巡检机器人多传感器融合避障系统，其特征在于，通过所述动态计算结果获取机器人前方动态参数，并在地图上设定障碍物参数，当障碍物出现在前方范围内时重新规划路径实现避障。