[发明专利]基于深度相机的室内斜坡检测方法、装置及可读介质

说明书

本发明涉及一种基于深度相机的室内斜坡检测方法、装置及可读介质的技术方案，包括：确定设置于机器人机身的深度相机位置，确定机器人机身及深度相机的世界坐标；获取深度相机拍摄的地面帧点云；将帧点云划分为网格，对网格执行均值滤波处理；通过梯度算子计算网格中每个格子中心所在位置的梯度，得到梯度超过设定阈值的格子集合；对格子集合进行过滤，得到斜坡区域。本发明的有益效果为：精度更高，无需人工标注，且不受机器人与斜坡夹角的影响。

技术领域

本发明涉及计算机及机器人领域，具体涉及了一种基于深度相机的室内斜坡检测方法、装置及可读介质。

背景技术

检测斜坡对于提高室内移动机器人的安全性有重要作用。对于不同的室内移动机器人，由于其功能和结构上的要求，同时还需避免倾倒，导致其不允许在较大坡度的斜坡上作较大的机动，甚至不允许驶入。传统室内移动机器人使用加速度计、红外测距传感器等检测斜坡，或者直接人工测量再标注于导航地图中。使用加速度计可以根据其检测的重力加速度方向求出斜坡坡度，其精度一般比较高，但是缺陷是必须机器人机身已经处于斜坡之上才能检测到，无法在驶入之前检测到。使用红外测距传感器可以根据自身安装高度、角度以及其探测到的地面距离通过三角法计算出斜坡坡度，可以在驶入斜坡之前检测到，但是由于其是单点测距，当与斜坡角度不同时测得的坡度也不同，精度较低。人工标注的方式则费时费力。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种基于深度相机的室内斜坡检测方法、装置及可读介质，可以精确检测出各种方向、坡度的室内斜坡，完全满足移动机器人检测室内斜坡的需求。

本发明的技术方案包括一种基于深度相机的室内斜坡检测方法，该方法包括以下步骤：确定设置于机器人机身的深度相机位置，确定所述机器人机身及所述深度相机的世界坐标；获取所述深度相机拍摄的地面帧点云；将所述帧点云划分为网格，对所述网格执行均值滤波处理；通过梯度算子计算所述网格中每个格子中心所在位置的梯度，得到梯度超过设定阈值的格子集合；对所述格子集合进行过滤，得到斜坡区域。

根据所述的基于深度相机的室内斜坡检测方法，其中确定设置于机器人机身的深度相机位置，确定所述机器人机身及所述深度相机的世界坐标包括：

根据移动机器人的制动距离及探测范围，将深度相机设置于机器人机身的相应位置；

通过表示深度相机相对于机器人的位姿，表示机器人在世界坐标系下的位姿，表示深度相机在世界坐标系下的位姿，其中c为深度相机，b表示机器人，w为坐标系；

其中，，，，、及为3×3旋转矩阵，表示深度相机在机器人坐标系下的姿态，表示机器人在世界坐标系下的姿态，表示深度相机在世界坐标系下的姿态，、及为3×1位移向量，、及为3×1位移矩阵，表示深度相机在机器人坐标系下的位置，表示机器人在世界坐标系下的位置，表示深度相机在世界坐标系下的位置。

根据所述的基于深度相机的室内斜坡检测方法，其中所述获取所述深度相机拍摄的地面帧点云包括：

以表示所述深度相机扫描的一帧地面点云数据，为集合，表示每一帧地面点云数据包括多个点，通过表示在所述深度相机坐标下的一个三维点坐标，为三维向量，用于表示点云中的一个点，i=1,2…n,n为正整数，x,y,z为空间坐标轴；

确定三维点坐标的在所述世界坐标下的坐标，；

进而确认世界坐标系下的一地面帧点云。

根据所述的基于深度相机的室内斜坡检测方法，其中将所述帧点云划分为网格，对所述网格执行均值滤波处理包括：