[发明专利]一种基于激光雷达的阶梯数据获取方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于激光雷达的阶梯数据获取方法及装置，应用于双足机器人，所述双足机器人上安装有激光雷达，其中，方法包括：获取激光雷达采集的若干帧采样数据并存储，其中每一帧采样数据中包含有N个激光雷达的采样点，其中N为自然数；对所述采样点进行分类，提取出有效采样点；根据所述有效的采样点对应的采样数据计算出阶梯数据。本发明实施例降低了双足机器人的成本，避免了多雷达系统的构建、避免使用昂贵的3D雷达、避免复杂的雷达安装机械结构的搭建；再解决方案硬件搭建简单易懂、所用算法简洁高效可控，简化了控制工艺。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的阶梯数据获取方法及装置。

背景技术

现有的2D雷达多用来进行机器人的路径规划与建图，以此来达到对障碍物的检测与避障，但是在对机器人进行的上下楼梯实验中，这种方法仅可以识别楼梯，但是不能在机器人上下楼梯时，对阶梯高度与阶梯纵长进行识别。而且由于2D雷达只能扫到一个平面的360度的距离角度数据，要完成对3维实际环境的感知和测距，需要采用多个2D雷达，而且数据处理和雷达安装位置比较繁琐，若采用3D雷达，则造价太贵且雷达太大不适合安装在双足机器人上。

现有技术中，对于双足机器人上下楼梯问题，存在2D雷达安装结构繁琐，且大多数双足机器人对于上下楼梯实验，都是事先直接已知并输入阶梯高度与纵长，然后在其上下楼梯中对步态进行控制，而没有一个直接实时测量阶梯高度和纵长的方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于激光雷达的阶梯数据获取方法及装置，能够解决现有技术中的无法实时测量阶梯数据的技术问题。

本发明实施例的第一方面提供一种基于激光雷达的阶梯数据获取方法，应用于双足机器人，所述双足机器人上安装有激光雷达，包括：

获取激光雷达采集的若干帧采样数据并存储，其中每一帧采样数据中包含有N个激光雷达的采样点，其中N为自然数；

对所述采样点进行分类，提取出有效采样点；

根据所述有效的采样点对应的采样数据计算出阶梯数据。

可选地，所述采样点还包括采样数据，采样数据为采样点与激光雷达的夹角，以及采样点与激光雷达的距离。

可选地，所述对所述采样点进行分类，提取出有效采样点，包括：

将所述采样点投影在所述激光雷达所在竖直平面，获取投影后的水平距离；

根据所述水平距离对采样点进行分类，根据分类后的采样点过滤无效的采样点，提取有效采样点。

可选地，所述待测台阶包括第一台阶和第二台阶，所述机器人位于水平面上，所述第一台阶包括与水平面平行的第一平面以及与水平面垂直的第二平面，所述第二台阶包括与水平面垂直的第三平面，所述激光雷达在所述第三平面上的采样点记为第一类采样点，所述激光雷达在所述第二平面的采样点上记为第二类采样点，所述激光雷达在所述第一平面上的采样点记为第三类采样点，所述激光雷达在所述水平面上的采样点记为第四类采样点；

所述无效的采样点是指采样点与激光雷达的距离为0或是第四类采样点。

可选地，所述根据所述有效的采样点对应的采样数据计算出阶梯数据，包括：

将获取的有效采样点与激光雷达的距离、有效采样点与激光雷达的夹角以及所述夹角对应的三角函数值并分别进行存储在三个数组；

将三个数组中每个数组中的数据按从小到大排序后，提取出采样点中的第一类采样点、第二类采样点；

获取第一类采样点、第二类采样点以及第二类采样点与激光雷达的夹角后，将三类数据按照从小到大的顺序进行排序；