[发明专利]机器人获取天花板轮廓的方法

权利要求书

1.一种机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：机器人寻找房间中的开阔区域，然后移动到开阔区域中；

S2：机器人从不同位置获取传感器信息，然后从传感器信息中获取天花板边缘和点特征的深度，并计算最佳天花板深度；

S3：机器人从深度图像中提取直线，并根据直线的端点的高度与天花板和地面之间的高度的关系来过滤直线；

S4：机器人根据直线在图像中位置来从过滤后的直线中选取相应的直线，并根据选取出来的直线得到天花板的轮廓。

2.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S1中，机器人在寻找开阔区域前，先基于行走地图进行定位，来确定自身的位置。

3.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S1中，机器人根据自身与周围障碍物之间的距离来判断该区域是否为开阔区域，判断开阔区域时，机器人获取环境中的障碍物之间的距离，若机器人自身与最近的障碍物之间的距离大于设定的距离，则判断自身位于开阔区域。

4.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S2中，机器人根据传感器信息通过针孔模型来获取天花板边缘和点特征的深度，并计算最佳天花板深度。

5.根据权利要求4所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，通过针孔成像模型来获取天花板边缘和点特征的深度，并计算最佳天花板深度包括以下步骤：

机器人移动设定的直线距离，然后根据直线距离L和两组像素坐标(u₁,v₁),(u₂,v₂)通过深度数据计算公式：

其中，f为焦距，Z为深度数据；

获取若干深度数据Z，然后对获取的深度数据进行排序，选取设定长度的序列来获取序列中深度数据之间的最大差值，若最大差值在设定范围内，则将该序列中深度数据Z的平均值作为最佳天花板深度，并将最佳天花板深度作为天花板与地面之间的高度。

6.根据权利要求5所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，深度数据计算公式根据针孔成像模块的基本公式获得：

其中，f为焦距，X，Y，Z是全局坐标，c是相机的中心点，u和v是成像的像素坐标。

7.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S2中，机器人先通过摄像头随机获取一张图像，然后摄像头竖直向上随机获取两张图片。

8.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S3中，机器人过滤掉端点的高度低于天花板与地面之间的高度的直线。

9.根据权利要求1所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S4中，机器人从过滤后的直线中选取位于深度图像最外圈的直线作为天花板与墙面的交界线。

10.根据权利要求9所述的机器人获取天花板轮廓的方法，其特征在于，步骤S4中，机器人将交界线的端点的三维坐标投影到机器人的行走地图上，然后将位于同一交界线且投影在行走地图上的端点相连来得到天花板的轮廓。

11.一种机器人建立户型图的方法，其特征在于，包括如下步骤:

根据权利要求1至10中任一项所述的机器人获取天花板轮廓的方法，获取天花板的轮廓；

生成与天花板的轮廓相同的户型图。

12.根据权利要求11所述的机器人建立户型图的方法，其特征在于，

机器人获取天花板图像，然后从图像中获取天花板与墙面的交界线，再将交界线的端点投影到行走地图上并相连来得到天花板的轮廓；

将天花板的轮廓和行走地图相合并，然后将不重叠部分设置为障碍区域，来得到与天花板的轮廓相同的户型图。