[发明专利]一种机器人及其爬楼控制方法和装置

说明书

一种机器人的爬楼控制方法包括：获取重力方向在机器人相机坐标系中的重力方向向量；获取场景图像中的楼梯边缘，确定所述楼梯边缘在相机坐标系中的边缘方向向量；根据所述重力方向向量和所述边缘方向向量确定机器人相对于楼梯的位置参数；根据所述位置参数调整所述机器人位姿，对机器人进行爬楼控制。从而能够在没有楼梯标识的爬楼场景下，有效的控制机器人进行爬楼。

技术领域

本申请属于机器人领域，尤其涉及一种机器人及其爬楼控制方法和装置。

背景技术

为了提升机器人的可移动性，需要使机器人能够有效的适应不同场景下的移动要求。比如，对于室内场景下，需要增强机器人爬楼能力，即机器人上下楼梯的能力。

由于人形机器人，即带有双足的机器人在移动过程中的非平稳性，姿态变化较大，需要实时的计算世界坐标系相对于机器人坐标系的旋转矩阵，目前的方案通常是通过提取楼梯面上的标识信息来确定世界坐标系相对于机器人坐标系的旋转矩阵，当场景中缺少标识信息时，则不能有效的机器人进行爬楼控制。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其爬楼控制方法和装置，以解决现有技术中通常是通过提取楼梯面上的标识信息来确定世界坐标系相对于机器人坐标系的旋转矩阵，当场景中缺少标识信息时，则不能有效的机器人进行爬楼控制的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的爬楼控制方法，所述机器人的爬楼控制方法包括：

获取重力方向在机器人相机坐标系中的重力方向向量；

获取场景图像中的楼梯边缘，确定所述楼梯边缘在相机坐标系中的边缘方向向量；

根据所述重力方向向量和所述边缘方向向量确定机器人相对于楼梯的位置参数；

根据所述位置参数调整所述机器人位姿，对机器人进行爬楼控制。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述获取重力方向在机器人相机坐标系中的重力方向向量的步骤包括：

通过机器人的加速度计获取第一相机姿态；

通过机器人的陀螺仪获取第二相机位姿；

根据预设的权值系数，融合所述第一相机位姿和第二相机位姿，得到机器人相机的融合位姿；

根据所述融合位姿确定所述相机坐标系中的重力方向向量。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述获取场景图像中的楼梯边缘的步骤包括：

获取场景图像，通过边缘检测获取所述深度图像中的边缘集合；

获取所述边缘集合中的斜线集合；

统计所述斜线集合中的斜线斜率，获取概率大于预设值的斜率所对应的斜线集合作为楼梯边缘。

结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，在统计所述斜线集合中的斜线斜率的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述斜线集合中的斜线的位置；

根据所述斜线的位置，合并具有相同位置的斜线。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述确定所述楼梯边缘在相机坐标系中的边缘方向向量的步骤包括：

获取所述楼梯边缘中的像素点在相机坐标系中的坐标；

根据所述楼梯边缘中的像素点在相机坐标系中的坐标，确定所述楼梯边缘在相机坐标系中的边缘方向向量。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述根据所述重力方向向量和所述边缘方向向量确定机器人相对于楼梯的位置参数的步骤包括：