[发明专利]用于自移动机器人的线激光测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种线激光测距方法，尤其是一种用于自移动机器人的线激光测距方法，属于小家电制造技术领域。

背景技术

自移动机器人的核心技术，就是感知周围的环境，然后规划行走的路线，有效的遍历各个区域，完成各个区域的作业。在这一技术中，最基本也是最关键的是“感知”模块，即激光测距传感器。

现有的扫地机器人其中一种是不使用测距传感器的，通过撞板隔离障碍物，然后随机清扫地面。这样会造成多次的无效清扫，比如：某些角落没有清扫到或某些区域被多次清扫，作业目的盲目且智能水平低，费时费力。现在一些类似的应用中使用了激光测距传感器作为其智能化的前端，但在这些应用中，其原理是使用单点激光作为光源，与接收装置构成发射-接收系统，通过时间、空间等方法计算空间物体的距离。通常在测量剖面距离时，以单点激光测距为基础，再结合旋转装置就构成了二维剖面测距装置。这种测距装置和方法的缺陷在于：旋转陀机会引入噪声，系统不够稳定，使用寿命较短且成本较高。

现有的扫地机器人还有一种是利用距离探测器来探测机器人与障碍物之间的距离，扫地机器人根据探测器探测出的距离远近实时规避地面障碍物从而避免碰撞的发生。或者，扫地机器人也可以根据距离信息进行自身位置定位，还可以利用该距离信息建立室内地图，方便后续行走路径的规划和设置。

目前，市面上的扫地机器人大都利用超声波传感器或红外传感器进行障碍物距离的探测，但超声波信号或红外信号易受到外界干扰且探测距离较小、精度不高。为了进一步提高距离测量的范围和精度，现有的扫地机器人开始采用激光测距传感器来探测障碍物的距离。如中国专利CN101809461公开了一种扫地机器人，采用的是激光测距传感器，包含点激光源和图像传感器。该激光测距传感器根据三角测距法计算障碍物的距离信息。为了得到整个室内障碍物的距离信息，该扫地机器人上的激光探测器还设置一个可旋转的底座，使得激光探测器可持续的360度对室内的障碍物进行扫描。然而，该旋转激光测距传感器的旋转陀机会引入噪声，系统不够稳定，使用寿命较短且成本较高。另外，中国专利CN101210800也公开了一种线激光测距传感器，包含线激光源和相机。该线激光测距传感器根据图像中的激光条纹像素位置计算障碍物的距离，其测距方法是将整幅图像二值化后得到激光条纹数据，再对该数据后续处理后进行三角测距计算障碍物距离。但由于需要将完整的图像进行处理，信息量大，处理速度缓慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种用于自移动机器人的线激光测距方法，该方法只对拍摄到的投射在目标物体上的线激光条纹的图像进行局部区域的处理，使需要处理的数据大大缩减，在不影响准确率的前提下，提高系统效率，使得整个系统运行速度加倍，节省工作时间且方便可靠。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种用于自移动机器人的线激光测距方法，该方法包括如下步骤：

步骤100：以设置在自移动机器人上的线激光器为光源，发射线激光投射在目标物体上，图像传感器拍摄投射在目标物体上的含线激光条纹的图像；

步骤200：在含线激光条纹的图像上确定图像处理局部区域；

步骤300：对图像处理局部区域进行畸变校正，确定线激光条纹在图像上的真实位置；

步骤400：在畸变校正后的线激光条纹中寻找能量中心线，并确定该能量中心线在图像上的位置；

步骤500：根据能量中心线在图像上的像素坐标，得到自移动机器人距离目标物体的实际距离。

所述步骤200具体包括：

步骤201：在拍摄到的含线激光条纹的图像中遍历每一行，寻找该行中激光灰度值最大的一点；

步骤202：在每一行找到的灰度值最大的一点的两侧分别各取N1个像素，形成图像处理局部区域，其中10≤N1≤30。

所述步骤400中采用质心算法寻找能量中心线，具体包括：

步骤401：在畸变校正后的线激光条纹的图像中，遍历每一行，寻找该行中激光灰度值最大的一点；

步骤402：在寻找到的激光灰度值最大的一点的两侧分别再各取N2个像素，其中，5≤N2≤20；

步骤403：对这些像素做质心法获得线激光条纹的图像的能量中心线；

质心算法公式为：

yii=Σ(f(x,yi)*yi)/Σf(x,yi)