[发明专利]一种移动机器人的视觉避障方法

权利要求书

1.一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

步骤S1：利用双目摄像机获取三维深度图像；

步骤S2：结合所述移动机器人的高度及所述双目摄像头的安装位置，裁剪所述三维深度图像，得到与所述移动机器人高度重合的图像区域；

步骤S3：设定拟合间距，按所述拟合间距间隔地抽取所述图像区域而获得行图像，并将所述行图像按顺序合并成一幅新的深度图像；

步骤S4：根据所述新的深度图像，拟合出障碍物的二维轮廓线；

步骤S5：解析所述障碍物的二维轮廓线，并根据解析的结果执行相应的避障行为。

2.根据权利要求1所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述双目摄像头的视野方向为所述移动机器人的前进方向。

3.根据权利要求1所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：裁剪掉所述三维图像中高于所述移动机器人的成像区域和对应的双目摄像机对地面的成像区域。

4.根据权利要求1所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述拟合间距的范围为0到100。

5.根据权利要求1所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S41：提取所述新的深度图像的每一列深度值的最小值；

步骤S42：将所有列的最小值按顺序合成一条单线深度数据；

步骤S43：利用相机标定原理将所述单线深度数据转换至世界坐标系中，得到障碍物的二维轮廓线。

6.根据权利要求5所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，步骤S43具体的计算过程为：

其中，所述新的深度图像的每一列深度值的最小值为Z_min，单线深度数据集为Z_min(N)，并对应写进拟合出的图像坐标系值(μ，0)，(X_w，Y_w，Z_w)为图像坐标系值(u，0)对应的世界坐标系的坐标值；

在世界坐标系和相机坐标系的原点是重合的条件下，得到：

在上述条件下，公式1可以变换成公式2，

7.根据权利要求1所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

判断是否存在障碍物，若存在障碍物，则进行避障判断；

优先判断是否存在两个或者多个障碍物，若存在两个或者多个障碍物，则判断移动机器人能否穿过所述两个或者多个障碍物之间的缝隙；

若只存在一个障碍物或者移动机器人无法穿过所述两个或者多个障碍物之间的缝隙，则将拟合的障碍物轮廓均分成左右两段，分别对左右两段的深度值进行求和计算；

若左段的求和结果大于右段的求和结果，则移动机器人向左侧旋转进行避障；若右段的求和结果大于左段的求和结果，则移动机器人向右侧旋转进行避障。

8.根据权利要求7所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，判断移动机器人能否穿过所述两个或者多个障碍物之间的缝隙的具体方法为：如果存在两个相同深度值点时，判断所述两点之间是否有深度值大于这两点深度值的点存在，如果没有则计算所述两点世界坐标系下的距离，结合移动机器人的宽度来判断移动机器人是否可以通过。

9.根据权利要求7所述的一种移动机器人的视觉避障方法，其特征在于，判断是否存在障碍物的方法为：设定躲避距离，若拟合的二维轮廓线中Z_w值小于所述躲避距离，则判断存在障碍物；否则，判断不存在障碍物。