CN108958243A - 一种机器人躲避障碍物控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机器人躲避障碍物控制方法，涉及机器人控制技术领域，所述机器人包括控制单元、双目传感器、障碍物检测仪以及环境采集装置，所述控制单元接收障碍物检测仪输出的障碍物检测信息并通过环境采集装置对室内环境进行拍照取样，控制机器人的行进方向，将机器人所处区域建立平面直角坐标系。本发明基于图像匹配的方式进行障碍物检测，检测效果准确，可以有效地提高障碍物检测方法的有效性，能够在障碍物检测的准确性和性价比之间获得平衡。
Description
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，尤其是一种机器人躲避障碍物控制方法。
背景技术
近年来，机器人技术作为高新科技，得到了不断地发展，机器人也已经越来越贴近并进入我们的生活。对于机器人，自主导航通常是必要的功能，而障碍物检测能力对机器人的自主导航具有极其重要的意义。
相关技术中，机器人常用的障碍物检测传感器有超声波传感器和激光雷达。基于超声波传感器的障碍物检测方法检测障碍物时误差率高，无法进行精准定位；基于激光雷达的障碍物检测方法虽然对障碍物定位精准，但其性价比低，难以在机器人上推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种机器人躲避障碍物控制方法，成本低、性价比高，能够在机器人上推广应用。
本发明机器人躲避障碍物控制方法，所述机器人包括控制单元、双目传感器、障碍物检测仪以及环境采集装置，所述控制单元接收障碍物检测仪输出的障碍物检测信息并通过环境采集装置对室内环境进行拍照取样，控制机器人的行进方向，将机器人所处区域建立平面直角坐标系，所述方法包括如下步骤：具体步骤为：
步骤1、机器人沿Y轴行走，当自移动机器人沿Y轴正向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为上行障碍点，存储有效的上行障碍点为上行记录点；当自移动机器人沿Y轴反向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为下行障碍点，存储有效的下行障碍点为下行记录点；
步骤2、若所述当前障碍点为上行障碍点，判断当前的上行障碍点之前是否存在一在先上行记录点，且该在先上行记录点在Y轴上的坐标小于当前的上行障碍点在Y轴上的坐标；若所述当前障碍点为下行障碍点，判断当前的下行障碍点之前是否存在一在先下行记录点，且该在先下行记录点在Y轴上的坐标大于当前的下行障碍点在Y轴上的坐标；
步骤3、获取机器人上设置的双目传感器对机器人的外部拍摄的左图像和右图像，并获取所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点；
步骤4、对所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点进行匹配，得到第一匹配点对集合和第二匹配点对集合，其中，所述第一匹配点对集合包括所述左图像中的特征点，以及所述右图像中与所述左图像中的特征点相匹配的第一特征点，所述第二匹配点对集合包括所述右图像中的特征点，以及所述左图像中与所述右图像中的特征点相匹配的第二特征点；
步骤5、自移动机器人沿原Y轴行走方向的反向行走，返回步骤1；
步骤6、根据双目传感器的测距参数和机器人的安全运动范围，判断所述匹配特征点对对应的实际位置点是否为障碍物；
步骤7、循环步骤1至步骤6，直至完成行走区域的遍历行走。
作为优选，所述控制单元将在一预定时间到达时，依一预设间隔值将依序从第一阶减少至第二阶、第三阶到第N阶，直到该机器人碰到障碍物为止。
作为优选，所述控制单元对同一方向的多张环境图像进行比对，若环境图像中同一地点的障碍物重复率高于预设值，则判断该障碍物为固定障碍物，若环境图像中同一地点的障碍物重复率低于预设值，则判断该障碍物为非固定障碍物。
本发明提供的机器人躲避障碍物控制方法，其有益效果在于：通过双目传感器获取机器人
外部的左右图像，对左右图像进行特征匹配，若匹配得到的特征点对对应的实际位置点在机器人的安全运动范围内，则确定该实际位置点为障碍物，否则，确定该实际位置点不为障碍物。通过本发明实施例中的障碍物检测方法、装置及机器人，基于图像匹配的方式进行障碍物检测，检测效果准确，可以有效地提高障碍物检测方法的有效性，能够在障碍物检测的准确性和性价比之间获得平衡。
附图说明
图1是本发明机器人躲避障碍物控制方法的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
本实施例提供的机器人躲避障碍物控制方法，如图1所示，所述机器人包括控制单元、双目传感器、障碍物检测仪以及环境采集装置，所述控制单元接收障碍物检测仪输出的障碍物检测信息并通过环境采集装置对室内环境进行拍照取样，控制机器人的行进方向，将机器人所处区域建立平面直角坐标系，所述方法包括如下步骤：具体步骤为：
步骤1、机器人沿Y轴行走，当自移动机器人沿Y轴正向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为上行障碍点，存储有效的上行障碍点为上行记录点；当自移动机器人沿Y轴反向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为下行障碍点，存储有效的下行障碍点为下行记录点；
步骤2、若所述当前障碍点为上行障碍点，判断当前的上行障碍点之前是否存在一在先上行记录点，且该在先上行记录点在Y轴上的坐标小于当前的上行障碍点在Y轴上的坐标；若所述当前障碍点为下行障碍点，判断当前的下行障碍点之前是否存在一在先下行记录点，且该在先下行记录点在Y轴上的坐标大于当前的下行障碍点在Y轴上的坐标；
步骤3、获取机器人上设置的双目传感器对机器人的外部拍摄的左图像和右图像，并获取所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点；
步骤4、对所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点进行匹配，得到第一匹配点对集合和第二匹配点对集合，其中，所述第一匹配点对集合包括所述左图像中的特征点，以及所述右图像中与所述左图像中的特征点相匹配的第一特征点，所述第二匹配点对集合包括所述右图像中的特征点，以及所述左图像中与所述右图像中的特征点相匹配的第二特征点；
步骤5、自移动机器人沿原Y轴行走方向的反向行走，返回步骤1；
步骤6、根据双目传感器的测距参数和机器人的安全运动范围，判断所述匹配特征点对对应的实际位置点是否为障碍物；
步骤7、循环步骤1至步骤6，直至完成行走区域的遍历行走。
所述控制单元将在一预定时间到达时，依一预设间隔值将依序从第一阶减少至第二阶、第三阶到第N阶，直到该机器人碰到障碍物为止。
所述控制单元对同一方向的多张环境图像进行比对，若环境图像中同一地点的障碍物重复率高于预设值，则判断该障碍物为固定障碍物，若环境图像中同一地点的障碍物重复率低于预设值，则判断该障碍物为非固定障碍物。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种机器人躲避障碍物控制方法，所述机器人包括控制单元、双目传感器、障碍物检测仪以及环境采集装置，所述控制单元接收障碍物检测仪输出的障碍物检测信息并通过环境采集装置对室内环境进行拍照取样，控制机器人的行进方向，其特征在于，将机器人所处区域建立平面直角坐标系，所述方法包括如下步骤：具体步骤为：
步骤1、机器人沿Y轴行走，当自移动机器人沿Y轴正向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为上行障碍点，存储有效的上行障碍点为上行记录点；当自移动机器人沿Y轴反向行走检测到障碍物时，设该位置障碍点为下行障碍点，存储有效的下行障碍点为下行记录点；
步骤2、若所述当前障碍点为上行障碍点，判断当前的上行障碍点之前是否存在一在先上行记录点，且该在先上行记录点在Y轴上的坐标小于当前的上行障碍点在Y轴上的坐标；若所述当前障碍点为下行障碍点，判断当前的下行障碍点之前是否存在一在先下行记录点，且该在先下行记录点在Y轴上的坐标大于当前的下行障碍点在Y轴上的坐标；
步骤3、获取机器人上设置的双目传感器对机器人的外部拍摄的左图像和右图像，并获取所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点；
步骤4、对所述左图像中的特征点和所述右图像中的特征点进行匹配，得到第一匹配点对集合和第二匹配点对集合，其中，所述第一匹配点对集合包括所述左图像中的特征点，以及所述右图像中与所述左图像中的特征点相匹配的第一特征点，所述第二匹配点对集合包括所述右图像中的特征点，以及所述左图像中与所述右图像中的特征点相匹配的第二特征点；
步骤5、自移动机器人沿原Y轴行走方向的反向行走，返回步骤1；
步骤6、根据双目传感器的测距参数和机器人的安全运动范围，判断所述匹配特征点对对应的实际位置点是否为障碍物；
步骤7、循环步骤1至步骤6，直至完成行走区域的遍历行走。
2.根据权利要求1所述的一种机器人躲避障碍物控制方法，其特征在于：所述控制单元将在一预定时间到达时，依一预设间隔值将依序从第一阶减少至第二阶、第三阶到第N阶，直到该机器人碰到障碍物为止。
3.根据权利要求1所述的一种机器人躲避障碍物控制方法，其特征在于：所述控制单元对同一方向的多张环境图像进行比对，若环境图像中同一地点的障碍物重复率高于预设值，则判断该障碍物为固定障碍物，若环境图像中同一地点的障碍物重复率低于预设值，则判断该障碍物为非固定障碍物。
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