一种避障跟随方法和电子设备技术

本发明专利技术实施例提供了一种避障跟随方法和电子设备，用于实现跟随运动中自动避免碰撞障碍物的技术效果。所述方法包括：基于图像采集单元获得的图像数据，确定要跟随的目标对象以及目标对象相对于图像采集单元的第一位置，进而控制图像采集单元转动，跟随目标对象。然后，通过获得目标对象相对于电子设备主体的第二位置，以及基于图像数据构建所处环境的障碍物地图，进而基于障碍物地图以及第二位置，控制驱动单元驱动电子设备主体跟随目标对象，并控制电子设备主体在跟随目标对象的过程中避开障碍物，由此解决了电子设备跟随目标对象碰撞障碍物。

Obstacle avoidance following method and electronic equipment

The embodiment of the invention provides an obstacle avoidance following method and an electronic device, which is used for realizing the technical effect of automatically avoiding collision obstacles in following movement. The method includes: image data acquisition unit based on the first position, determine the image acquisition unit to follow the target object and the target object relative to the control and image acquisition unit to rotate to follow the target object. Then, the target object relative to the electronic device main body second position, and the image data based on the obstacle map, and obstacle map and second position based on the control of the driving unit drives the electronic device main body to follow the target object, and control of the main body of electronic device to avoid obstacles in the process to follow the target, thus to solve the electronic equipment to follow the target object collision obstacle.

【技术实现步骤摘要】
一种避障跟随方法和电子设备
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种避障跟随方法和电子设备。
技术介绍
目前，现有技术中的部分电子设备，例如机器人、无人机或平衡车等，有的具备自动跟随目标对象的功能。但是，由于移动空间存在障碍物，所以电子设备移动过程中就有可能碰撞障碍物，导致设备损坏，或者被障碍物阻拦而无法继续跟随。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种避障跟随方法和电子设备，用于实现跟随运动中自动避免碰撞障碍物的技术效果。第一方面，本专利技术提供了一种避障跟随方法，包括：应用于具有驱动单元的电子设备，所述驱动单元用于为所述电子设备提供驱动力以使得所述电子设备主体能够产生运动，所述电子设备还具有图像采集单元，所述图像采集单元设置于所述电子设备主体上，所述方法包括：基于所述图像采集单元获得的图像数据，确定要跟随的目标对象以及所述目标对象相对于所述图像采集单元的第一位置，并根据预设的第一跟随策略生成第一控制指令，并执行所述第一控制指令；其中，所述第一控制指令用于控制所述图像采集单元的转动角度，使所述图像采集单元能够跟随所述目标对象；获得所述目标对象相对于所述电子设备主体的第二位置；基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图；基于所述障碍物地图以及所述第二位置，根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令，并执行所述第二控制指令；其中，所述第二控制指令用于控制所述驱动单元驱动所述电子设备主体跟随所述目标对象，以及用于控制所述电子设备主体在跟随所述目标对象的过程中避开障碍物。可选的，所述方法还包括：获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第三控制指令，并执行所述第三控制指令；所述第三控制指令用于控制所述电子设备主体在行进的过程中转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的距离收敛的同时，所述偏角也收敛。可选的，所述方法还包括：获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第四控制指令，并执行所述第四控制指令；所述第四控制指令用于控制所述电子设备主体原地转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的偏角收敛。可选的，基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图，包括：从所述图像数据中识别出多个对象，以及每个对象的位置；根据所述目标对象的特征，从所述多个对象中去除所述目标对象，以及去除所述多个对象中的地面对象；将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物；基于所述障碍物位置构建所述障碍物地图。可选的，在将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物之后，还包括：利用超声波传感器对所述所处环境进行检测，获得表示检测到的补偿障碍物位置的检测结果；基于所述检测结果和所述障碍物位置，确定出未能从所述图像数据中识别出的所述补偿障碍物，并将所述补偿障碍物也确定为所述障碍物。可选的，基于所述障碍物位置构建所述障碍物地图，包括：获得本次构建所述障碍物地图与前一次构建所述障碍物地图之间的所述电子设备主体发生的运动；根据所述电子设备主体发生的运动，对每个所述障碍物位置和前一次构建的所述障碍物地图进行积分，构建本次所述障碍物地图。可选的，在根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令之前，还包括：对所述目标对象和所述障碍物进行轨迹参数发生器PTG逆变换，将所述目标对象和所述障碍物变换到路径参数TP空间中；在所述TP空间，基于接近图ND算法，获得多个PTG逆变换结果，每个所述PTG逆变换结果表示所述电子设备主体跟随所述目标对象可能发生的路径；利用代价函数对所述多个PTG逆变换结果进行评价，从所述多个PTG逆变换结果中确定出最佳PTG逆变换结果；对所述最佳PTG逆变换结果进行PTG变换，获得所述最佳PTG逆变换结果对应的目标角速度和目标线速度；所述目标角速度和所述目标线速度为所述驱动单元确定所述电子设备主体运动的角速度和线速度，所述目标角速度和所述目标线速度用于生成所述第二控制指令。第二方面，本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备具有驱动单元，所述驱动单元用于为所述电子设备提供驱动力以使得所述电子设备主体能够产生运动，所述电子设备还具有图像采集单元，所述图像采集单元设置于所述电子设备主体上，所述电子设备还包括：第一跟随模块，用于基于所述图像采集单元获得的图像数据，确定要跟随的目标对象以及所述目标对象相对于所述图像采集单元的第一位置，并根据预设的第一跟随策略生成第一控制指令，并执行所述第一控制指令；其中，所述第一控制指令用于控制所述图像采集单元的转动角度，使所述图像采集单元能够跟随所述目标对象；第一获得模块，用于获得所述目标对象相对于所述电子设备主体的第二位置；构建模块，用于基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图；第二跟随模块，用于基于所述障碍物地图以及所述第二位置，根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令，并执行所述第二控制指令；其中，所述第二控制指令用于控制所述驱动单元驱动所述电子设备主体跟随所述目标对象，以及用于控制所述电子设备主体在跟随所述目标对象的过程中避开障碍物。可选的，所述电子设备还包括：判断模块，用于获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；转动模块，用于当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第三控制指令，并执行所述第三控制指令；所述第三控制指令用于控制所述电子设备主体在行进的过程中转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的距离收敛的同时，所述偏角也收敛。可选的，所述电子设备还包括：判断模块，用于获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；调整模块，用于当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第四控制指令，并执行所述第四控制指令；所述第四控制指令用于控制所述电子设备主体原地转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的偏角收敛。可选的，所述构建模块用于从所述图像数据中识别出多个对象，以及每个对象的位置；根据所述目标对象的特征，从所述多个对象中去除所述目标对象，以及去除所述多个对象中的地面对象；将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物；基于所述障碍物位置构建所述障碍物地图。可选的，所述电子设备还包括：第二获得模块，用于在将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物之后，利用超声波传感器对所述所处环境进行检测，获得表示检测到的补偿障碍物位置的检测结果；确定模块，用于基于所述检测结果和所述障碍物位置，确定出未能从所述图像数据中识别出的所述补偿障碍物，并将所述补偿障碍物也确定为所述障碍物。可选的，所述构建模块用于获得本次构建所述障碍物地图与前一次构建所述障碍物地图之间的所述电子设备主体发生的运动；根据所述电子设备主体发生的运动，对每个所述障碍物位置和前一次构建的所述障碍物地图进行积分，构建本次所述障碍物地图。可选的，所述电子设备还包括：速度计算模块，用于在根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令之前，对所述目标对象和所述障碍物进行轨迹参数发生器PTG逆变换，将所述目标对象和所述障碍物变换到路径参数TP空间中；在所述TP空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避障跟随方法，其特征在于，应用于具有驱动单元的电子设备，所述驱动单元用于为所述电子设备提供驱动力以使得所述电子设备主体能够产生运动，所述电子设备还具有图像采集单元，所述图像采集单元设置于所述电子设备主体上，所述方法包括：基于所述图像采集单元获得的图像数据，确定要跟随的目标对象以及所述目标对象相对于所述图像采集单元的第一位置，并根据预设的第一跟随策略生成第一控制指令，并执行所述第一控制指令；其中，所述第一控制指令用于控制所述图像采集单元的转动角度，使所述图像采集单元能够跟随所述目标对象；获得所述目标对象相对于所述电子设备主体的第二位置；基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图；基于所述障碍物地图以及所述第二位置，根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令，并执行所述第二控制指令；其中，所述第二控制指令用于控制所述驱动单元驱动所述电子设备主体跟随所述目标对象，以及用于控制所述电子设备主体在跟随所述目标对象的过程中避开障碍物。

【技术特征摘要】
2016.10.25 CN 20161094143931.一种避障跟随方法，其特征在于，应用于具有驱动单元的电子设备，所述驱动单元用于为所述电子设备提供驱动力以使得所述电子设备主体能够产生运动，所述电子设备还具有图像采集单元，所述图像采集单元设置于所述电子设备主体上，所述方法包括：基于所述图像采集单元获得的图像数据，确定要跟随的目标对象以及所述目标对象相对于所述图像采集单元的第一位置，并根据预设的第一跟随策略生成第一控制指令，并执行所述第一控制指令；其中，所述第一控制指令用于控制所述图像采集单元的转动角度，使所述图像采集单元能够跟随所述目标对象；获得所述目标对象相对于所述电子设备主体的第二位置；基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图；基于所述障碍物地图以及所述第二位置，根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令，并执行所述第二控制指令；其中，所述第二控制指令用于控制所述驱动单元驱动所述电子设备主体跟随所述目标对象，以及用于控制所述电子设备主体在跟随所述目标对象的过程中避开障碍物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第三控制指令，并执行所述第三控制指令；所述第三控制指令用于控制所述电子设备主体在行进的过程中转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的距离收敛的同时，所述偏角也收敛。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获得所述图像采集单元相对于所述电子设备主体的偏角，并判断所述偏角是否超过阈值；当所述偏角超过所述阈值时，基于所述偏角生成第四控制指令，并执行所述第四控制指令；所述第四控制指令用于控制所述电子设备主体原地转动，以使所述电子设备主体与所述目标对象的偏角收敛。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述图像数据，构建所述电子设备所处环境的障碍物地图，包括：从所述图像数据中识别出多个对象，以及每个对象的位置；根据所述目标对象的特征，从所述多个对象中去除所述目标对象，以及去除所述多个对象中的地面对象；将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物；基于所述障碍物位置构建所述障碍物地图。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将去除所述目标对象和所述地面对象之后的所述对象确定为所述障碍物之后，还包括：利用超声波传感器对所述所处环境进行检测，获得表示检测到的补偿障碍物位置的检测结果；基于所述检测结果和所述障碍物位置，确定出未能从所述图像数据中识别出的所述补偿障碍物，并将所述补偿障碍物也确定为所述障碍物。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述障碍物位置构建所述障碍物地图，包括：获得本次构建所述障碍物地图与前一次构建所述障碍物地图之间的所述电子设备主体发生的运动；根据所述电子设备主体发生的运动，对每个所述障碍物位置和前一次构建的所述障碍物地图进行积分，构建本次所述障碍物地图。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据预设的第二跟随策略生成第二控制指令之前，还包括：对所述目标对象和所述障碍物进行轨迹参数发生器PTG逆变换，将所述目标对象和所述障碍物变换到路径参数TP空间中；在所述TP空间，基于接近图ND算法，获得多个PTG逆变换结果，每个所述PTG逆变换结果表示所述电子设备主体跟随所述目标对象可能发生的路径；利用代价函数对所述多个PTG逆变换结果进行评价，从所述多个PTG逆变换结果中确定出最佳PTG逆变换结果；对所述最佳PTG逆变换结果进行PTG变换，获得所述最佳PTG逆变换结果对应的目标角速度和目标线速度；所述目标角速度和所述目标线速度为所述驱动单元确定所述电子设备主体运动的角速度和线速度，所述目标角速度和所述目标线速度用于生成所述第二控制指令。8.一种电子设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子冲，廖方波，
申请(专利权)人：纳恩博北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11