[发明专利]基于激光传感器的移动机器人人体跟踪系统及跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于机器人领域，特别设计一种基于激光传感器的移动机 器人人体跟踪系统及跟踪方法。

背景技术

目标人跟随是人机交互研究中的一个热点问题，在移动机器人领 域中有着广泛的应用需求，目前已有的机器人跟随系统主要基于视 觉传感器、激光测距传感器或者两者结合的方法，基于视觉传感器的 方法复杂，尤其是对于一个依靠激光传感器来实现定位和避障的机器 人，必须要增加视觉传感器。如采用单一的激光传感器，则对目标人 物的采集方法较为单一，易受环境中相似物体干扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中机器人在人体跟 随时易受到多个目标干扰的缺陷，提供一种基于激光传感器的人体跟 随方法，该方法可使机器人在有干扰的情况下保持跟随同一目标，操 作简单，易于实现。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种基于激光传感器的移动机器人人体跟踪系统，包括目标检测 单元、目标确定单元以及运动控制单元；目标检测单元，用于扫描前 方数据，确定疑似人体目标；目标确定单元，用于对疑似人体目标信 息进行判断，获取最终人体信息；运动控制单元，根据确定的人体数 据信息控制机器人本体的运动。

优选的，目标检测单元包括扫描模块、数据点转换模块、第一判 断模块及第一筛选模块；扫描模块，用于扫描机器人前方数据点，并 将扫描的数据点发送给数据点转换模块；数据点转换模块，用于将数 据点转换为机器人坐标上的标准数据点；第一判断模块，用于筛选出 代表障碍物的各个点集；第一筛选模块，用于根据各个点集判断出疑 似人体的候选点集。

优选的，目标确定单元包括：目标选取模块、坐标转换模块、确 定模块；目标选取模块，用于选取候选点集中间点的位置作为疑似候 选目标人位置；坐标转换模块，用于将疑似候选目标人位置转为世界 坐标系坐标值；确定模块，初始时刻，让真实的目标人物站在机器人 的前方，将距离机器人最近的疑似候选目标人位置作为最终确定的目 标人的位置；第二个扫描周期及以后，筛选出疑似目标人候选点中与 上一扫描周期最终确定的目标人候选点距离最近的点作为跟随目标。

本发明还提供一种基于激光传感器的移动机器人人体跟踪方法， 包括如下步骤：扫描机器人前方数据，确定疑似人体目标的数据点； 对疑似人体目标信息进行判断，获取最终人体信息；根据确定的跟随 目标信息控制机器人本体的运动。

优选的，所述扫描机器人前方数据，确定疑似人体目标的数据点 具体为：扫描机器人前方数据；将所述数据点转换为机器人坐标系中 的标准数据点；根据标准数据点筛选出代表各个障碍物的点集；根据 各个点集判断出疑似人体的候选点集。

优选的，扫描距离在5米，扫描角度为机器人本体前方180°范 围内的数据。

优选的，对疑似人体目标信息进行判断，获取最终人体信息具体 步骤为：取候选点集中间点的位置作为疑似候选目标人位置，并将其 转为世界坐标系坐标；再次扫描所有候选点集后，筛选出与上一扫描 周期最终确定的目标人候选点距离最近的候选点作为跟随目标。

采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：

本发明可实现机器人自动跟随人体运动的功能，可以检测人体腿 部特征，根据人的上一刻运动位置排除其他的干扰目标，保证机器人 可良好的在室内有干扰的情况下实现自主跟随，同时提高了跟随的鲁 棒性和跟踪精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机器人人体跟随系统结构框图；

图2为本发明实施例提供的机器人人体跟随方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的机器人人体跟随系统的 工作原理图，包括目标检测单元110、目标确定单元120以及运动控 制单元130。目标检测单元110用于扫描前方数据，确定疑似人体目 标。目标确定单元120用于对疑似人体目标信息进行判断，获取最终 人体信息。运动控制单元130根据确定的人体数据信息控制机器人本 体100的运动。