[发明专利]一种红外和视觉特征的避障装置及控制方法

权利要求书

1.一种红外和视觉特征的避障装置，其特征在于，包括检测模块和图像处理模块；

所述检测模块包括承载机构、红外发射管及摄像头，红外发射管和摄像头彼此呈夹角地设置于所述承载机构上，所述红外发射管有两个，各个红外发射管与摄像头中心线有共同一个交叉点；

所述图像处理模块，用于将所述摄像头接收障碍物反射红外光的图像作为样本进行训练，再利用训练好的分类器去判断所述避障装置前方的障碍物的位置，并根据判断结果控制避障装置执行相应的避障动作；

其中，所述障碍物处于所述避障装置前方所述摄像头和所述各个红外发射管的视角范围内；

所述图像处理模块先采集感测位中心线左侧的所述障碍物反射红外光的图像作为第一正样本，感测位中心线左侧没有所述障碍物反射红外光的图像作为第一负样本，进行训练得到第一分类器；

所述图像处理模块再采集感测位中心线右侧的所述障碍物反射红外光的图像作为第二正样本，感测位中心线右侧没有所述障碍物反射红外光的图像作为第二负样本，进行训练得到第二分类器；

将所述第一分类器和所述第二分类器按照预设权重组合成一个组合分类器，用来判断所感测的场景中的所述障碍物位置，其中所述预设权重根据所述障碍物反射的红外光的图像亮度特征决定。

2.根据权利要求1所述的避障装置，其特征在于，所述各个红外发射管与所述摄像头中心线有一个共同的交叉点的实现方式为：设置所述各个红外发射管与所述摄像头的夹角相同和/或水平距离相同。

3.根据权利要求2所述的避障装置，其特征在于，所述摄像头设置于所述承载机构的感测位中心线上；所述红外发射管包括第一红外发射管和第二红外发射管，所述第一红外发射管设置于所述感测位中心线的左侧，所述第二红外发射管设置于所述感测位中心线的右侧。

4.根据权利要求1所述的避障装置，其特征在于，所述第一红外发射管和所述第二红外发射管分别与所述感测位中心线呈锐角夹角。

5.一种基于权利要求3所述避障装置的控制方法，其特征在于，包括：

步骤1、通过重复的控制周期控制所述第一红外发射管和所述第二红外发射管的启闭输出相位互补的脉冲信号，及调节所述摄像头的采样帧率，每一个控制周期的脉冲时序如下：

(1)在t0时刻之前，控制所述第一红外发射管和所述第二红外发射管关闭，摄像头没开始以所述采样帧率进行采样；

(2)t0时刻，控制开启所述第一红外发射管后，所述摄像头捕获到所述障碍物反射来自所述第一红外发射管的红外光的图像，作为第一帧图像；

(3)t1时刻，控制关闭所述第一红外发射管，并开启所述第二红外发射管，所述摄像头由第一帧图像切换到第二帧图像；

(4)t2时刻，所述摄像头捕获到所述障碍物反射来自所述第二红外发射管的红外光的图像，随后关闭所述第一红外发射管和所述第二红外发射管，作为第二帧图像；

(5)t3时刻，进入下一所述控制周期，所述摄像头开始捕获第三帧图像；

其中，所述控制周期都为t3-t0,其中t3-t2为死区时间段，所述采样帧率是所述摄像头采样每一帧图像的时间；

步骤2、将感测位中心线的左右两侧所述障碍物反射的红外光的图像作为样本，通过训练样本对分类器进行训练，得到对应所述感测位中心线的左右两侧所述障碍物的两个分类器，再对这两个分类器按照预设权重组合成一个组合分类器，用来判断所感测的场景中的所述障碍物位置，其中所述预设权重根据所述障碍物反射的红外光的图像亮度特征决定；

步骤3、当判断到感测位中心线的左侧存在所述障碍物时，驱动所述避障装置向所述感测位中心线的右侧转动；当判断到感测位中心线的右侧存在所述障碍物时，驱动所述避障装置向感测位中心线的左侧转动。