[发明专利]一种基于深度传感器的机器人避障方法

摘要

本发明公开了一种基于深度传感器的机器人避障方法，其通过设置的深度传感器，可以一次采集获取机器人整个视野内的深度信息，通过所述深度信息可以计算出障碍物的距离和形状，从而使得机器人提前规划避障路线，同时可以对环境进行实时建模。本发明不需要昂贵的设备，检测效果好，规划路径方便，准确性高，大大提高了机器人的响应速度和避障的合理性，使机器人在快速变化的环境中自由安全的行走。

主权项

1.一种基于深度传感器的机器人避障方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在机器人上安装深度传感器，并对设备进行初始化；S2：开启所述深度传感器，并根据所述深度传感器获取视野内的多个障碍物的深度信息；S3：根据步骤S2中的所述多个障碍物的深度信息计算多个障碍物的距离和形状；S4：结合步骤S3中的多个障碍物的距离和形状以及机器人自身体积，规划多条避障行进路线；S5：根据时间和距离综合选取所述多条避障行进路线中的最佳路线，机器人根据所述最佳路线进行导航行进；所述深度传感器包括红外发射器和红外摄像机，所述红外发射器和所述红外摄像机平行水平设置；所述步骤S2具体包括如下步骤：S21：所述红外发射器按锥形规整的放射红外线，每条红外线在环境中照射出唯一形状红外光斑；S22：红外摄像机拍摄环境图像，所述环境图像中包括多个红外光斑；S23：根据摄像机透视矩阵和三角函数计算步骤S22中的多个红外光斑的深度信息；S24：根据所述多个红外光斑的深度信息获取视野内多个障碍物的深度信息；所述步骤S23中红外光斑的深度信息计算方法如下：由三角函数可知：L+R＝B；即可得：其中，α为红外发射器到投射点P的角度，所述红外发射器到投射点P的角度是预设设计好的，所以夹角α为已知；D为投射点P的深度，即投影点到基线的距离；L为红外发射器到垂直点P’的距离，垂直点P’为投射点P垂直投影到基线上的点；R为红外摄像机到垂直点P’的距离；B为红外发射器与红外摄像机之间的基线距离，所述基线距离是安装时候确定的，所以基线距离B为已知；β为红外摄像机到投射点P的角度；红外摄像机到投射点P的角度β的计算方式如下：由三角函数和摄像机透视矩阵可得：即可得：其中，x为投射点P在摄像机图像平面中的图像点P”的横坐标；y为投射点P在摄像机图像平面中的图像点P”的纵坐标；f为红外摄像机的焦距。