避障方法、目标设备和存储介质技术

本发明专利技术公开了一种避障方法、目标设备和存储介质，该方法应用于目标设备，包括：融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，得到点云数据；根据所述点云数据确定各个障碍物的位置；基于各个障碍物的位置和所述目标设备的预设轨迹进行避障操作。提高了点云数据的准确性，进而确定的障碍物的位置更准确，使避障效率更高且更合理。率更高且更合理。率更高且更合理。

【技术实现步骤摘要】
避障方法、目标设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及自动导航
，特别涉及一种避障方法、目标设备和存储介质。

技术介绍

[0002]对于外界阻碍到物体的运动方向而做出各种躲避障碍的动作，这个过程就是避障，避障可以应用在机器人、机器小车和四旋翼飞机等设备中。
[0003]障碍物检测和实时避障是机器人等设备导航过程中核心和难点问题之一，相关技术中，常用的避障传感器包括激光雷达、视觉相机或超声波等，然后应用向量场直方图或者bug算法等局部路径规划算法进行路径规划。
[0004]但是，相关技术中的避障算法对障碍物的位置确定的准确性较差，这样造成避障效率和路径规划效率比较低，且避障的合理性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种避障方法、目标设备和存储介质，以解决相关技术中的机器人等设备避障过程中的避障效率和路径规划效率低，且避障的合理性较低的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种避障方法，应用于目标设备，该方法包括：
[0007]融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，得到点云数据；
[0008]根据所述点云数据确定各个障碍物的位置；
[0009]基于各个障碍物的位置和所述目标设备的预设轨迹进行避障操作。
[0010]上述实施例，利用激光点云数据的准确性和视觉点云数据的稠密性，将障碍物的激光点云数据和视觉点云数据进行融合，提高融合点云的准确性，而融合后的点云数据涵盖了更准确的障碍物信息。因此，应用融合后的点云数据确定的障碍物的位置更准确，进而提高了避障操作的合理性和效率。
[0011]在一些示例性的实施方式中，所述融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，包括：
[0012]在所述预设轨迹移动过程中，获取目标区域内的多组激光点云数据和多组视觉点云数据；
[0013]每获取一组激光点云数据和一组视觉点云数据，将获取的所述一组激光点云数据和所述一组视觉点云数据进行融合；
[0014]其中，获取所述一组激光点云数据的第一时刻和获取所述一组视觉点云数据的第二时刻之间的时间差小于设定时间差阈值。
[0015]上述实施例，参与融合的一组激光点云数据和一组视觉点云数据的获取时间差小于设定时间差阈值，这样保证两组数据涵盖的障碍物的信息重合度高，更符合实际的避障需求；这样，得到多组融合后的点云数据，获得障碍物的信息更全面。
[0016]在一些示例性的实施方式中，通过下列方式获取目标区域内的一组激光点云数据：
[0017]通过激光雷达获取激光雷达坐标系下的初始激光点云数据；
[0018]基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据。
[0019]上述实施例，将直接获取到的激光雷达坐标系下的初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，初步减小激光点云和视觉点云在时间和空间上的误差；保证了数据融合过程中的正常进行。
[0020]在一些示例性的实施方式中，所述基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，包括：
[0021]根据所述初始运动状态数据，计算所述目标设备在所述第一时刻的位姿；
[0022]根据所述目标设备在所述第一时刻的位姿，确定所述第一时刻的设备中心坐标系到世界坐标系的第一变换矩阵；
[0023]基于所述第一变换矩阵和第二变换矩阵将所述激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，其中，所述第二变换矩阵为激光雷达坐标系到设备中心坐标系下的变换矩阵。
[0024]上述实施例中，应用运动状态数据将初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，进一步了激光点云数据和视觉点云数据在空间上的误差。
[0025]在一些示例性的实施方式中，通过下列方式获取目标区域内的一组视觉点云数据：
[0026]通过视觉相机获取视觉传感器坐标系下的初始视觉点云数据；
[0027]基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据。
[0028]上述实施例，将直接获取到的视觉相机坐标系下的初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据，初步减小激光点云和视觉点云在时间和空间上的误差；保证了数据融合过程中的正常进行。
[0029]在一些示例性的实施方式中，所述基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据，包括：
[0030]根据所述初始运动状态数据，计算所述目标设备在所述第二时刻的位姿；
[0031]根据所述目标设备在所述第二时刻的位姿，确定所述第二时刻的设备中心坐标系到世界坐标系的第三变换矩阵；
[0032]应用所述第三变换矩阵、第四变换矩阵将所述初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据，其中，所述第四变换矩阵为视觉传感器坐标系到设备中心坐标系下的变换矩阵。
[0033]上述实施例中，应用运动状态数据将初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，进一步了激光点云数据和视觉点云数据在空间上的误差。
[0034]在一些示例性的实施方式中，所述将获取的所述一组激光点云数据和所述一组视觉点云数据进行融合，包括：
[0035]应用所述激光点云数据对所述视觉点云数据进行筛选；
[0036]应用所述激光点云数据对筛选后的视觉点云数据进行点云配准，得到修正矩阵；
[0037]应用所述修正矩阵对所述视觉点云数据进行修正，得到修正后的视觉点云数据；
[0038]将所述修正后的视觉点云数据和所述激光点云数据进行融合。
[0039]上述实施例，利用激光点云数据的准确性，对视觉点云数据进行时间和空间上的同步配准，进一步降低了二者在空间上的误差，提高融合点云的准确性。
[0040]在一些示例性的实施方式中，所述基于各个障碍物的位置和所述目标设备的预设轨迹进行避障，包括：
[0041]针对任意一个障碍物，根据所述障碍物的位置，以及，所述目标设备的当前位姿和运动方向，判断所述障碍物与所述预设轨迹是否会发生碰撞；
[0042]若是，则根据所述障碍物的位置和所述预设轨迹生成避障路线，并确定所述避障路线与所述预设轨迹的偏移距离；
[0043]若所述偏移距离小于或等于设定距离阈值，则按照所述避障路线进行移动；
[0044]若所述偏移距离大于所述设定距离阈值，则根据设定规划需求重新规划所述预设轨迹，并按照重新规划后的轨迹进行移动。
[0045]上述实施例，针对障碍物对预设轨迹的影响情况不同，采用不同的避障策略，提高了避障的合理性和避障效率。
[0046]第二方面，本申请实施例提供了一种目标设备，该目标设备包括：
[0047]数据融合模块，用于融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，得到点云数据；
[0048]障碍物位置确定模块，用于根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种避障方法，其特征在于，应用于目标设备，该方法包括：融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，得到点云数据；根据所述点云数据确定各个障碍物的位置；基于各个障碍物的位置和所述目标设备的预设轨迹进行避障操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合各个障碍物的激光点云数据和视觉点云数据，包括：在所述预设轨迹移动过程中，获取目标区域内的多组激光点云数据和多组视觉点云数据；每获取一组激光点云数据和一组视觉点云数据，将获取的所述一组激光点云数据和所述一组视觉点云数据进行融合；其中，获取所述一组激光点云数据的第一时刻和获取所述一组视觉点云数据的第二时刻之间的时间差小于设定时间差阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下列方式获取目标区域内的一组激光点云数据：通过激光雷达获取激光雷达坐标系下的初始激光点云数据；基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，包括：根据所述初始运动状态数据，计算所述目标设备在所述第一时刻的位姿；根据所述目标设备在所述第一时刻的位姿，确定所述第一时刻的设备中心坐标系到世界坐标系的第一变换矩阵；基于所述第一变换矩阵和第二变换矩阵将所述激光点云数据转换为世界坐标系下的激光点云数据，其中，所述第二变换矩阵为激光雷达坐标系到设备中心坐标系下的变换矩阵。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下列方式获取目标区域内的一组视觉点云数据：通过视觉相机获取视觉传感器坐标系下的初始视觉点云数据；基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标设备的初始运动状态数据，将所述初始视觉点云数据转换为世界坐标系下的视觉点云数据，包括：根据所述初始运动状态数据，计算所述目标设备在所述第二时...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵唱，许义恒，赵家阳，张弥，
申请(专利权)人：浙江欣奕华智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：