[发明专利]基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈方法，包括以下步骤：构建AGV小车的车体坐标系；构建激光雷达传感器的坐标系；驱动激光雷达传感器扫描障碍物，并获取障碍物在激光雷达传感器的坐标系中的位置坐标；以及，将激光雷达传感器的坐标系和车体坐标系进行变换，以获取障碍物在车体坐标系中的位置坐标；以及，基于障碍物在车体坐标系中的位置坐标，获取障碍物到AGV小车的车体中心的距离。

技术领域

本发明涉及激光雷达传感器应用技术领域，尤其是涉及一种基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈方法及装置。

背景技术

激光雷达传感器是根据飞行时间(TOF)测量原理运行的。在极高的同步时钟下，以均匀的时间间隔发射激光，激光光束遇到物体时会反射回来，扫描传感器接收到反射的光束后，通过发射和接收的时间差Δt来计算从激光传感器到物体的距离。

现有技术中，通常利用激光光束对周围进行二维扫描，获得一个环境轮廓图形；通过2D激光反馈的X、Y数据及ICP计算出来的对应的角度来实现对障碍物的大小尺寸、偏差Δx、Δy、Δθ来判断是否可以绕行、纠偏、尺寸大小等功能。

然而，激光雷达避障区域有限，且不能实时反馈障碍物的距离，机器人无法根据雷达扫描测量障碍物距离的数据，实现准确避障，物体特征识别及辅助二次辅助定位导航。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出了一种基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈方法及装置，以解决激光雷达避障区域有限、识别区域少以及不能实时反馈障碍物距离作为判断依据的问题。

根据本申请的第一方面实施例，提供了一种基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈方法，包括以下步骤：

构建AGV小车的车体坐标系；

构建激光雷达传感器的坐标系；

驱动所述激光雷达传感器扫描障碍物，并获取所述障碍物在所述激光雷达传感器的坐标系中的位置坐标；以及，将所述激光雷达传感器的坐标系和所述车体坐标系进行变换，以获取所述障碍物在所述车体坐标系中的位置坐标；以及，基于所述障碍物在所述车体坐标系中的位置坐标，获取所述障碍物到所述AGV小车的车体中心的距离。

在上述方法中，所述激光雷达传感器的坐标系与所述车体坐标系间的变换关系式如下：

式中：X、Y、Z为车体坐标系；x、y、z为激光雷达传感器的坐标系；α为翻滚角；β为俯仰角；θ为偏航角。

在上述方法中，所述激光雷达传感器的坐标系与所述车体坐标系间的变换通过ROS系统中的坐标变换模块TF2实现。

在上述方法中，所述障碍物的轮廓线与所述AGV小车的行进方向的夹角在-15°～+15°之间。

在上述方法中，所述障碍物的轮廓线长度大于等于0.7m。

在上述方法中，所述激光雷达传感器水平安装在所述AGV小车的插脚上。

根据本申请的第二方面实施例，提供了一种基于激光雷达传感器的障碍物距离反馈装置，包括：

车体坐标系构建模块，用于构建AGV小车的车体坐标系；

传感器坐标系构建模块，用于构建激光雷达传感器的坐标系；

距离获取模块，用于驱动所述激光雷达传感器扫描障碍物，并获取所述障碍物在所述激光雷达传感器的坐标系中的位置坐标；以及，用于将所述激光雷达传感器的坐标系和所述车体坐标系进行变换，以获取所述障碍物在所述车体坐标系中的位置坐标；以及，用于基于所述障碍物在所述车体坐标系中的位置坐标，获取所述障碍物到所述AGV小车的车体中心的距离。