CN109143167B - 一种障碍信息获取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种障碍信息获取装置及方法，其中，障碍信息获取装置包括：激光器，用于发射线激光；图像采集设备，用于采集目标图像，该目标图像包含线激光在障碍物上照射区域的成像，且该图像采集设备与激光器之间具有固定的相对位置关系；获取模块，用于从目标图像中获取线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息；确定模块，用于根据成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。通过本发明实施例提供的障碍信息获取装置及方法，能够提高确定障碍物位置的准确度。

Description

一种障碍信息获取装置及方法

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别是涉及一种障碍信息获取装置及方法。

背景技术

随着人工智能、电子通讯技术等的不断发展，机器人已经逐渐成为一种新兴的热门研究技术领域，被广泛应用到军事、民用等多个行业中。而机器人在其前进过程中，常常会碰到一些障碍物，如一些固定的支柱，一些临时存放的机器人难以跨越的障碍等等。机器人从某一位置移动到另一位置时，必须避免与这些障碍物发生碰撞，因此需要绕行。如何让机器人自主实现无碰撞地避障，其中确定障碍物的位置是重要的前提条件。

针对确定障碍物位置的问题，已知的一种解决方案是利用红外传感器获取障碍物位置。具体地，根据红外传感器发射获取障碍物上一点处的距离，确定障碍物的位置。但是，仅仅通过某一点处的距离信息，获得的障碍物的位置准确性较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种障碍信息获取装置及方法，以提高确定障碍物位置的准确度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种障碍信息获取装置，包括：

激光器，用于发射线激光；

图像采集设备，用于采集目标图像，该目标图像包含所述线激光在障碍物上照射区域的成像，且该图像采集设备与所述激光器之间具有固定的相对位置关系；

获取模块，用于从所述目标图像中获取所述线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在所述目标图像中的成像位置信息；

确定模块，用于根据所述成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述获取模块，具体用于确定所述激光线成像在所述目标图像中所在的区域，并获取所述区域中多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息；

所述确定模块，具体用于根据所述激光线上多个像素点在所述目标图像中的所述成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述确定模块，具体用于根据所述激光线上多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息、以及所述图像采集设备的预设参数，确定所述激光线上多个像素点对应的视线方程；根据所述激光线上多个像素点对应的视线方程、以及所述激光器的激光平面在图像采集设备对应的坐标系下的光平面方程，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述图像采集设备的光轴与所述激光器的激光平面相交于所述图像采集设备的正前方区域。

可选的，所述图像采集设备位于所述激光器的垂直正下方或者垂直正上方；

或者，所述图像采集设备与所述激光器垂直方向存在预设偏差，其中，所述预设偏差与所述激光器的发射角正相关。

可选的，所述激光器与所述图像采集设备安装于机器人上。

可选的，所述激光器所发射线激光的方向与所述机器人的运动方向一致；或者，

所述图像采集设备水平放置，所述图像采集设备的采集区域为所述机器人的正前方区域。

第二方面，本发明实施例还提供了一种障碍信息获取方法，应用于障碍信息获取装置，所述障碍信息获取装置包括：激光器和图像采集设备；其中，所述图像采集设备与所述激光器之间具有固定的相对位置关系；所述方法包括：

采集目标图像，该目标图像包含所述激光器发射的线激光在障碍物上照射区域的成像；

从所述目标图像中获取所述线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在所述目标图像中的成像位置信息；

根据所述成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述从所述目标图像中获取所述线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在所述目标图像中的成像位置信息的步骤包括：

确定所述激光线成像在所述目标图像中所占的区域；

获取所述区域中多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息；

所述根据所述成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息的步骤包括：

根据所述激光线上多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述根据所述激光线上多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息，确定所述障碍物的实际位置信息的步骤包括：

根据所述多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息，以及所述图像采集设备的预设参数，确定所述激光线上多个像素点对应的视线方程；

根据所述视线方程、以及所述激光器的激光平面在所述图像采集设备对应的坐标系下的光平面方程，确定所述障碍物的实际位置信息。

可选的，所述图像采集设备的光轴与所述激光器的激光平面相交于所述图像采集设备的正前方区域。

可选的，所述图像采集设备放置于所述激光器的垂直正下方或者垂直正上方；

或者，所述图像采集设备与所述激光器垂直存在预设偏差放置，其中，所述预设偏差与所述激光器的发射角正相关。

可选的，所述激光器与所述图像采集设备安装于机器人上。

可选的，所述激光器所发射线激光的方向与所述机器人的运动方向一致；或者，

所述图像采集设备水平放置，所述图像采集设备的采集区域为所述机器人的正前方区域。

本发明实施例提供的障碍信息获取装置及方法，可以通过图像采集设备采集目标图像，该目标图像包含线激光在障碍物上照射区域的成像；从目标图像中获取线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息；进而根据成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。可以看出，相比较于已知的通过某一点处的距离确定障碍物的位置信息，本发明实施例提供的障碍信息获取装置及方法，能够根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息最终确定障碍物的实际位置信息，而通过激光线成像在目标图像中的成像位置信息确定出的障碍物的实际位置信息相比较于某一点对应确定出的位置信息更加准确。所以通过本发明实施例提供的障碍信息获取装置及方法可以提高确定障碍物位置的准确度。进而还可以实现机器人在行进过程中准确地避障。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的结构示意图；

图2(a)为本发明实施例中激光线成像在目标图像的一种位置示意图；

图2(b)为本发明实施例中激光线成像在目标图像的另一种位置示意图；

图2(c)为本发明实施例中激光线成像在目标图像的另一种位置示意图；

图2(d)为本发明实施例中激光线成像在目标图像的另一种位置示意图；

图3为本发明实施例中多条激光线成像在目标图像中的位置示意图；

图4为提取图像连通区域过程的流程图；

图5(a)为本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备与激光器的俯视结构示意图；

图5(b)为本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备与激光器的侧视结构示意图；

图6为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的左下方的结构示意图；

图7为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的垂直正下方的结构示意图；

图8为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的右下方的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的一种安装方式；

图10为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式；

图11为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式；

图12为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式；

图13为本发明实施例提供的障碍信息获取方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的障碍信息获取装置可以应用于机器人避障的过程中。为了使机器人可以准确地避障，准确地确定障碍物的位置是重要的条件。本发明实施例提供的障碍信息获取装置可以准确地确定障碍物的位置信息，下面进行详细地描述。

图1为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的结构示意图，参照图1对本发明实施例提供的障碍信息获取装置进行详细说明，包括：

激光器101，用于发射线激光。

图像采集设备102，用于采集目标图像，该目标图像包含线激光在障碍物上照射区域的成像。需要说明的是，本发明实施例提供的障碍信息获取装置中，激光器101和图像采集设备102的相对位置关系是固定不变的。

获取模块103，用于从目标图像中获取线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

确定模块104，用于根据成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

需要说明的是，障碍物的实际位置信息一般是指障碍物相对于相机或者相对于激光器的距离。

图2(a)、图2(b)、图2(c)和图2(d)所示为本发明实施例中不同激光线成像在目标图像的不同位置示意图，其中，图2(a)所示为激光器101产生的线激光在距离机器人30cm处的障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置示意图；图2(b)所示为激光器101产生的线激光在距离机器人90cm处的障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置示意图；图2(c)所示为激光器101产生的线激光在距离机器人150cm处的障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的位置示意图；图2(d)所示为激光器101产生的线激光在距离机器人210cm处的障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的位置示意图。

从图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)中可以看出，激光器101产生的线激光照射在距离机器人不同位置的障碍物上时，图像采集设备102采集到线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息不同。需要说明的是，实际应用过程中，激光线成像在目标图像中的成像位置信息除了与障碍物的距离相关，还与障碍信息获取装置的参数，如图像采集设备102和激光器101的夹角等有关。因此根据激光器101发射的线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的不同成像位置信息，可以确定距离机器人不同距离的障碍物的实际位置信息。

本发明实施例提供的障碍信息获取装置中利用激光器101发射线激光，进而为后续的根据激光器101发射的线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的不同成像位置信息，确定不同的障碍物的实际位置信息作准备。

本发明实施例中激光器101发射的线激光照射在机器人行进过程中碰到的障碍物上；图像采集设备102采集包含该线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，图像采集设备102采集到的目标图像中有激光线，就表明存在障碍物，采集到的目标图像中有几条激光线就表明存在几个障碍物。

图像采集设备102可以采集线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，为后续通过激光线成像在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息提供条件。需要说明的是，这里所说的图像采集设备可以是照相机、摄像机等任意一种可以采集图像的设备。

采集到目标图像后，可以确定线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息。例如，可以首先确定激光线成像在目标图像中所在的区域，然后确定所在区域中激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，将激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息作为该激光线的成像位置信息。进而通过激光线多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

需要说明的是，图像采集设备采集包含线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像后，可以通过其自身所具备的处理功能确定线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息，进而确定障碍物的实际位置信息。也可以通过独立于图像采集设备的处理器对图像采集设备采集到的目标图像进行处理，即通过获取模块103确定激光线成像在目标图像中的成像位置信息，进而通过激光线成像在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息。

可以看出，本发明实施例提供的障碍信息获取装置中，根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息最终确定出的障碍物的实际位置信息，是根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定出的多个位置信息组成的障碍物的实际位置信息，多个像素点对应确定出的位置信息相比较于某一点对应确定出的位置信息更加准确。所以通过本发明实施例提供的障碍信息获取装置可以提高确定障碍物位置信息的准确度。

另外，本发明实施例利用激光器发射的线激光成像在目标图像中的成像位置信息最终确定障碍物的实际位置信息，相比较于激光雷达等成本降低了很多，且相比较于双目视觉的避障传感方法来讲不容易受光照等环境因素的影响，更加稳定，进而本发明实施例提供的障碍信息获取装置可以实现同时满足确定障碍物位置准确、稳定性好、成本低的要求。

图3为本发明实施例中多条激光线成像在目标图像中的位置示意图，图3中目标图像中的白色带状线所在的位置即为激光线成像在目标图像中的位置。参照图3对本发明实施例中图像采集设备102通过激光线成像在目标图像中的成像位置信息，最终确定障碍物的实际位置信息的过程进行详细说明。具体地：

第一步，确定激光线成像在目标图像中所占的区域。

目标图像中只要出现激光线，就说明存在障碍物，否则目标图像是全黑的。并且，在机器人行进过程中，遇到的障碍物可能是一个，也有可能是多个。本发明实施例中通过确定目标图像中的连通区域确定激光线成像在目标图像的中的区域。目标图像中有几个连通区域则确定有几个障碍物。

具体地，可以采用基于区域生长的连通区域标记方法提取目标图像中的连通区域，如图4所示。输入待标记图像即目标图像，初始化一个与输入图像同样尺寸的标记矩阵，一个队列以及标记计数；然后，从左至右、从上至下的顺序扫描待标记图像，当扫描到一个未被标记的前景像素p时，标记计数加1，并在标记计数中标记p(相应点的值赋为标记计数)，同时，扫描p的八邻域点，若存在未被标记的前景像素，则在标记矩阵中进行标记，并放入队列中，作为区域生长的种子；当队列不为空时，从队列中取出一个生长种子点p1，扫描p1的八邻域点，若存在未被标记过的前景像素，则在待标记图像中进行标记，并放入队列中，并重复直至队列为空，一个连通区标记完成。按照上述同样的步骤，直至整幅图像都被扫描完毕，得到标记矩阵和连通区域的个数。

第二步，确定区域中多个像素点在目标图像中的成像位置信息，将多个像素点在目标图像中的成像位置信息作为激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

不难理解的是，确定出的连通区域是由多个像素点组成的，多个像素点在目标图像中的成像位置信息，即像素点在目标图像中的坐标位置。这些像素点的成像位置信息组合起来作为激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

第三步，根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

确定出激光线成像在目标图像中的成像位置信息后，可以根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息，即根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息。

具体地，可以根据激光线上多个像素点在目标图像的成像位置信息，以及图像采集设备102的预设参数，确定激光线上多个像素点对应的视线方程；进而根据激光线上多个像素点对应的视线方程、以及激光平面在图像采集设备102对应的坐标系下的光平面方程，确定障碍物的实际位置信息。下面步骤对通过激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息进行详细说明。这里的图像采集设备102采用常用的相机。

假设激光线上任一像素点在目标图像中的图像坐标(u,v)，已知相机的内参(相机x和y方向的焦距f_x和f_y，以及图像中心(u₀,v₀))，则视线方程为：

其中O＝(0 0 0)^T是相机坐标系的原点，λ为方向向量。

已知激光平面在相机坐标系下的方程为：

AX+BY+Z+C＝O

其中，A、B、C分别为方程参数，根据实际情况而定。

求取视线方程与光平面方程的交点为：

机器人的运动方向为水平向前时，若相机水平向前，则X_C即为障碍物的位置。若激光器101所发射线激光的方向为水平向前时，且已知相机的外参，即相机坐标系相对于激光平面对应的光平面坐标系的旋转R和平移t，则可将该交点转换到光平面坐标系下：

X_w＝RX_C+t，

则计算出的X_w即为障碍物的位置。

需要说明的是，根据上述步骤的描述，根据每个像素点对应的都可以确定一个X_C或者X_w，本发明实施例通过激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息，最后确定的障碍物的实际位置信息是多个X_C或者多个X_w组成的位置信息。也就是说，最终确定的障碍物的实际位置信息也可以理解为“点云”组成的位置信息。

作为本发明实施例的一种实施方式，为了保证图像采集设备可以采集到包含线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，图像采集设备和激光器可以存在一定的角度。具体的角度可以根据实际测量的障碍物的距离范围进行调整，角度越大，测量距离越小；反之，角度越小，测量距离越大。

图5(a)为本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备与激光器的俯视结构示意图；图5(b)为本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备与激光器的侧视结构示意图。如图5(a)和图5(b)所示，本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备102的光轴与所述激光器101的激光平面相交于该图像采集设备102的正前方区域。具体的，可以根据需要测量的障碍物的距离范围确定图像采集设备102与激光器101的角度。其中，通过Z_C表示图像采集设备102的光轴，Z_C和Y_C形成图像采集设备的坐标系，通过X_w、Y_w和Z_w形成的坐标系表示激光器101产生的激光平面。

图像采集设备102的光轴与所述激光器101的激光平面相交于该图像采集设备102的正前方区域，可以保证图像采集设备102能够采集到线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，进而通过激光器101发射的线激光、在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息，最终确定障碍物的实际位置信息。

另外，本发明实施例不对图像采集设备102与激光器101垂直方向上的位置进行限定，图像采集设备102可以位于激光器101的垂直正下方或者垂直正上方；或者，图像采集设备102可以与激光器101垂直方向存在预设偏差都是允许的，其中，预设偏差与激光器101的发射角正相关。

举例说明，图像采集设备102可以位于激光器101的左下方、右下方或者垂直正下方等。图6为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的左下方的结构示意图；图7为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的垂直正下方的结构示意图；图8为本发明实施例中图像采集设备位于激光器的右下方的结构示意图，需要说明的是，图像采集设备102与激光器101可以按照上述的位置关系安装于机器人104上。

本发明实施例提供的障碍信息获取装置可以应用于机器人避障的环境中，所以该障碍信息获取装置可以安装于机器人上。具体地，激光器与图像采集设备可以分开安装至机器人上；或者：激光器与图像采集设备可以集成为整体后安装于机器人上。

机器人运动过程中有不同的运动方向，本发明实施例提供的障碍信息获取装置中图像采集设备或者激光器与不同运动方向的机器人可以有不同的位置关系。

在将本发明实施例提供的障碍信息获取装置安装至机器人上时，激光器所发射线激光的方向可以与机器人的运动方向一致；或者，图像采集设备可以水平放置，图像采集设备的采集区域为机器人的正前方区域。具体地，激光器所发射线激光的方向可以与机器人的运动方向一致、且该激光器的激光平面与图像采集设备的光轴相交于该图像采集设备的正前方区域、位于图像采集设备的垂直正上方、左上方、右上方、垂直正下方、左下方或者右下方等；或者，图像采集设备可以水平放置，图像采集设备的采集区域为机器人的正前方区域、且该图像采集设备的光轴与激光器的激光平面相交于该图像采集设备的正前方区域，位于激光器的垂直正上方、左上方、右上方、垂直正下方、左下方或者右下方等。

举例说明，图9为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的一种安装方式；图10为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式；图11为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式；图12为本发明实施例提供的障碍信息获取装置的另一种安装方式。激光器101和图像采集设备102可以按照上述的任意安装方式安装于机器人104上，其中，图9、图10、图11和图12中机器人104的运动方向如图中箭头105所示，激光器101产生的线激光对应的激光平面如图中直线106所示。

本发明实施例还提供了一种障碍信息获取方法，该障碍信息获取方法应用于障碍信息获取装置。该障碍信息获取装置包括：激光器和图像采集设备；其中，该图像采集设备与该激光器之间具有固定的相对位置关系。图13为本发明实施例提供的障碍信息获取方法的流程图，参照图13对本发明实施例提供的障碍信息获取方法进行详细说明，包括：

步骤1301，采集目标图像，该目标图像包含激光器发射的线激光在障碍物上照射区域的成像。

本发明实施例提供的障碍信息获取方法可以应用于包括障碍信息获取装置、图像采集设备、处理器等。

在本发明实施例中，图像采集设备可以采集包含线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，为后续地通过激光线成像在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息提供条件。需要说明的是，这里所说的图像采集设备可以是照相机、摄像机等任意一种可以采集图像的设备。

步骤1302，从目标图像中获取线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

采集到目标图像后，可以确定激光线成像在目标图像中的成像位置信息。因为激光线成像在目标图像中是由多个像素点组成的，所以通过确定激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息。

具体的，确定线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的成像位置信息的步骤可以包括：确定激光线成像在目标图像中所占的区域；确定区域中多个像素点在目标图像中的成像位置信息，并将多个像素点在目标图像中的成像位置信息作为激光线成像在目标图像中的位置信息。

步骤1303，根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

激光器产生的线激光照射在距离机器人不同位置的障碍物上时，图像采集设备采集到激光线成像在目标图像中的成像位置不同，因此根据线激光在障碍物上照射区域的激光线成像在目标图像中的不同成像位置信息，可以确定距离机器人不同距离的障碍物的位置信息。

例如，可以首先确定激光线成像在目标图像中所在的区域，然后确定所在区域中激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，将激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息作为该激光线的成像位置信息。进而通过激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

本发明实施例提供的障碍信息获取方法，通过确定激光线成像在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。可以看出，本发明实施例提供的障碍信息获取方法最终确定出的障碍物的信息，是根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定出的多个位置信息组成的障碍物的实际位置信息，多个像素点对应确定出的位置信息相比较于某一点对应确定出的位置信息更加准确。所以通过本发明实施例提供的障碍信息获取方法可以提高确定障碍物位置信息的准确度。

采集到包含线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像后，确定线激光成像在目标图像中的成像位置信息。本发明实施例一种可实现方式中，通过确定激光线成像在目标图像中所在的区域，进而确定区域中多个像素点在目标图像中的成像位置信息；最后根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。具体地步骤包括：

第一步，确定激光线成像在目标图像中所占的区域。

目标图像中只要出现激光线，就说明存在障碍物，否则目标图像是全黑的。并且，在机器人行进过程中，遇到的障碍物可能是一个，也有可能是多个。本发明实施例中通过确定目标图像中的连通区域确定激光线成像在目标图像中的区域。目标图像中有几个连通区域则确定有几个障碍物。具体地提取连通区域的方法在上述障碍信息获取装置的实施例中已经进行了详细地描述，这里就不再赘述。

第二步，确定区域中多个像素点在该目标图像中的成像位置信息，将多个像素点在目标图像中的位置信息作为激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

不难理解的是，确定出的连通区域是由多个像素点组成的，多个像素点在目标图像中的成像位置信息，即像素点在目标图像中的坐标位置。这些像素点的成像位置信息组合起来作为激光线成像在目标图像中的成像位置信息。

第三步，根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息。

确定出激光线成像在目标图像中的成像位置信息后，可以根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息，即根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息确定障碍物的实际位置信息。

具体地，可以根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，以及图像采集设备的预设参数，确定激光线上多个像素点对应的视线方程；进而根据激光线上多个像素点对应的视线方程、以及激光器的激光平面在图像采集设备对应的坐标系下的光平面方程，确定障碍物的实际位置信息。具体地根据激光线上多个像素点在目标图像中的成像位置信息，确定障碍物的实际位置信息的过程在上述障碍信息获取装置的实施例中已经进行了详细地描述，这里就不再赘述。

可选的，图像采集设备的光轴与激光器的激光平面相交于图像采集设备的正前方区域。

可选的，该障碍信息获取装置中图像采集设备放置于激光器的垂直正下方或者垂直正上方；或者，图像采集设备与激光器垂直存在预设偏差放置，其中，预设偏差与激光器的发射角正相关。

可选的，激光器与图像采集设备安装于机器人上。

可选的，激光器所发射线激光的方向与机器人的运动方向一致；或者，图像采集设备水平放置，图像采集设备的采集区域为机器人的正前方区域。

需要说明的是，本发明实施例提供的障碍信息获取方法应用于障碍信息获取装置中，上述障碍信息获取装置的所有实施例均适用于该障碍信息获取方法，且均能达到相同或相似的有益效果。

另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述障碍信息获取方法的步骤。

本发明实施例中，可以通过图像采集设备采集包含线激光在障碍物上照射区域的成像的目标图像，然后通过确定激光线成像在目标图像中的成像位置信息，进而确定障碍物的实际位置信息。可以看出，相比较于已知的通过某一点处的距离确定障碍物的实际位置信息，本发明实施例能够根据激光线成像在目标图像中的成像位置信息最终确定障碍物的实际位置信息，而激光线包括多个像素点，多个像素点对应确定出的位置信息相比较于某一点对应确定出的位置信息更加准确。所以通过本发明实施例可以提高确定障碍物位置的准确度。进而还可以实现机器人在行进过程中准确地避障。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种障碍信息获取装置，其特征在于，包括：

激光器，用于发射线激光；

图像采集设备，用于采集目标图像，该目标图像包含所述线激光在至少两个障碍物上照射区域的成像，且该图像采集设备与所述激光器之间具有固定的相对位置关系，其中，所述图像采集设备的图像采集方向和所述激光器的激光发射方向之间存在夹角，所述夹角越大，测量范围越小，所述夹角越小，所述测量范围越大；

获取模块，用于确定所述激光线成像在所述目标图像中所在的区域，并获取所述区域中多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息；

确定模块，用于根据所述激光线上多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息、以及所述图像采集设备的预设参数，确定所述激光线上多个像素点对应的视线方程；根据所述激光线上多个像素点对应的视线方程、以及所述激光器的激光平面在图像采集设备对应的坐标系下的光平面方程，针对每一个像素点对应的视线方程，计算该视线方程与所述光平面方程的交点，得到所述交点的位置信息，根据各所述交点组成的位置信息确定所述障碍物的实际位置信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集设备的光轴与所述激光器的激光平面相交于所述图像采集设备的正前方区域。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述图像采集设备位于所述激光器的垂直正下方或者垂直正上方；

或者，所述图像采集设备与所述激光器垂直方向存在预设偏差，其中，所述预设偏差与所述激光器的发射角正相关。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述激光器与所述图像采集设备安装于机器人上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述激光器所发射线激光的方向与所述机器人的运动方向一致；或者，

所述图像采集设备水平放置，所述图像采集设备的采集区域为所述机器人的正前方区域。

6.一种障碍信息获取方法，其特征在于，应用于障碍信息获取装置，所述障碍信息获取装置包括：激光器和图像采集设备；其中，所述图像采集设备与所述激光器之间具有固定的相对位置关系；所述方法包括：

采集目标图像，该目标图像包含所述激光器发射的线激光在至少两个障碍物上照射区域的成像，其中，所述图像采集设备的图像采集方向和所述激光器的激光发射方向之间存在夹角，所述夹角越大，测量范围越小，所述夹角越小，所述测量范围越大；

确定所述激光线成像在所述目标图像中所在的区域；

获取所述区域中多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息；

根据所述多个像素点在所述目标图像中的成像位置信息，以及所述图像采集设备的预设参数，确定所述激光线上多个像素点对应的视线方程；

根据所述视线方程、以及所述激光器的激光平面在所述图像采集设备对应的坐标系下的光平面方程，针对每一个像素点对应的视线方程，计算该视线方程与所述光平面方程的交点，得到所述交点的位置信息，根据各所述交点组成的位置信息确定所述障碍物的实际位置信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述图像采集设备的光轴与所述激光器的激光平面相交于所述图像采集设备的正前方区域。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述图像采集设备放置于所述激光器的垂直正下方或者垂直正上方；

或者，所述图像采集设备与所述激光器垂直存在预设偏差放置，其中，所述预设偏差与所述激光器的发射角正相关。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述激光器与所述图像采集设备安装于机器人上。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述激光器所发射线激光的方向与所述机器人的运动方向一致；或者，

所述图像采集设备水平放置，所述图像采集设备的采集区域为所述机器人的正前方区域。

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