CN111267841A - 一种机器人距离采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人距离采集系统，包括：深度采集模块，采集测量范围内的立体深度图像；雷达扫描仪，采集测量范围内连续的待识别障碍物信息，并根据待识别障碍物信息得到雷达扫描图像；组合模块，根据立体深度图像和雷达扫描图像建立测量范围内的点云图像；识别模块，对点云图像中的待识别障碍物信息进行识别，以得到障碍物信息；定位模块，用于采集机器人的位置信息；距离采集模块，分别与识别模块和定位模块连接，包括距离传感器，用于根据位置信息获取汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离。本发明的有益效果在于：实时计算得到汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离，从而避免汽车和障碍物发生碰撞。

Description

一种机器人距离采集系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人距离采集系统。
背景技术
目前，随着汽车行业的快速发展，无人驾驶技术应运而生，然而现有技术中的无人驾驶技术通常被集成在汽车中，因此，现有技术只需要对汽车进行改装。
目前需要一种机器人自动驾驶汽车的技术，然而在机器人驾驶汽车的过程中，需要对行驶路径上的障碍物进行识别，并实时感知机器人驾驶的汽车与障碍物之间的距离，从而避免汽车与障碍物发生碰撞。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在实时感知机器人驾驶的汽车与障碍物采集障碍物距离的机器人距离采集系统。
具体技术方案如下：
一种机器人距离采集系统，其中，应用于机器人驾驶汽车的过程中，机器人距离采集系统包括：
深度采集模块，用于采集测量范围内的立体深度图像；
雷达扫描仪，用于采集测量范围内连续的待识别障碍物信息，并根据待识别障碍物信息得到一雷达扫描图像；
组合模块，分别与深度采集模块和雷达扫描仪连接，用于根据立体深度图像和雷达扫描图像建立测量范围内的点云图像；
识别模块，与组合模块连接，用于对点云图像中的待识别障碍物信息进行识别，以得到障碍物信息；
定位模块，用于采集机器人的位置信息；
距离采集模块，分别与识别模块和定位模块连接，包括距离传感器，用于根据位置信息获取汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离。
优选的，机器人距离采集系统，其中，组合模块包括：
获取单元，用于获取同一时刻的立体深度图像和点云图像；
组合单元，与获取单元连接，用于将同一时刻的立体深度图像和点云图像进行组合，以得到同一时刻的点云图像。
优选的，机器人距离采集系统，其中，组合模块还包括鱼眼摄像头，鱼眼摄像头用于对点云图像进行着色处理，以得到彩色的点云图像。
优选的，机器人距离采集系统，其中，深度采集模块包括：
两个前方深度摄像头，对称设置在机器人头部的前方，用于采集行驶方向的第一范围的第一深度图像；
两个侧方深度摄像头，对称设置在两个前方深度摄像头的外侧，用于采集行驶方向的第二范围的第二深度图像；
深度图像生成单元，分别与每个前方深度摄像头和每个侧方深度摄像头连接，用于将采集到的第一深度图像和第二深度图像组合成立体深度图像。
优选的，机器人距离采集系统，其中，前方深度摄像头的采集角度小于侧方深度摄像头的采集角度。
优选的，机器人距离采集系统，其中，前方深度摄像头的采集长度大于侧方深度摄像头的采集长度。
优选的，机器人距离采集系统，其中，深度采集模块还包括：
左后视镜摄像头，设置在机器人头部的左侧，用于采集汽车的左后视镜的第一摄像图像；
右后视镜摄像头，设置在机器人头部的右侧，用于采集汽车的右后视镜的第二摄像图像；
辅助单元，分别与左后视镜摄像头、右后视镜摄像头和深度图像生成单元连接，用于将第一摄像图像和第二摄像图像提供给深度图像生成单元，使得深度图像生成单元将采集到的第一摄像图像、第二摄像图像、第一深度图像和第二深度图像组合成立体深度图像。
优选的，机器人距离采集系统，其中，距离采集模块包括：
第一距离采集单元，用于采集汽车与行驶方向上的每个障碍物信息之间的第一行驶距离；
第二距离采集单元，用于采集汽车与行驶方向的左侧上的每个障碍物信息之间的第二行驶距离；
第三距离采集单元，用于采集汽车与行驶方向的右侧上的每个障碍物信息之间的第三行驶距离。
优选的，机器人距离采集系统，其中，距离采集模块包括：
多个第一距离传感器，用于获取机器人与每个障碍物信息之间的障碍物距离；
多个第二距离传感器，每个第一距离传感器和对应的第二距离传感器关联和相邻设置，于机器人与对应障碍物信息的连线上，获取机器人到汽车的人车距离；
计算元件，与每个第一距离传感器和每个第二距离传感器连接，用于对相关联的障碍物距离和人车距离进行相减计算，以得到对应的行驶距离。
优选的，机器人距离采集系统，其中，雷达扫描仪的数量为两个，两个雷达扫描仪对称设置在机器人头部。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过计算得到汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离，以根据行驶距离对障碍物进行避让，从而避免汽车和障碍物发生碰撞。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明机器人距离采集系统的实施例的原理框图；
图2为本发明机器人距离采集系统的实施例的组合模块的原理框图；
图3为本发明机器人距离采集系统的实施例的深度采集模块的原理框图一；
图4为本发明机器人距离采集系统的实施例的深度采集模块的原理框图二；
图5为本发明机器人距离采集系统的实施例的距离采集模块的原理框图一；
图6为本发明机器人距离采集系统的实施例的距离采集模块的原理框图二；
图7为本发明机器人距离采集系统的实施例的自动驾驶机器人的头部的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种机器人距离采集系统，其中，应用于机器人驾驶汽车中，如图1所示，机器人距离采集系统包括：
深度采集模块1，用于采集测量范围内的立体深度图像；
雷达扫描仪2，用于采集测量范围内连续的待识别障碍物信息，并根据待识别障碍物信息得到一雷达扫描图像；
组合模块3，分别与深度采集模块1和雷达扫描仪2连接，用于根据立体深度图像和雷达扫描图像建立测量范围内的点云图像；
识别模块4，与组合模块3连接，用于对点云图像中的待识别障碍物信息进行识别，以得到障碍物信息；
定位模块5，用于采集机器人的位置信息；
距离采集模块6，分别与识别模块4和定位模块5连接，包括距离传感器，用于根据位置信息获取汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离。
在上述实施例中，通过深度采集模块1采集立体深度图像，以及通过雷达扫描仪2采集得到雷达扫描图像，随后通过组合模块3将立体深度图像和雷达扫描图像进行组合以建立点云图像，接着通过识别模块4对点云图像中的障碍物信息进行识别，以得到障碍物信息，其中定位模块5实时获取机器人的位置信息；最后距离采集模块6根据实时采集到的机器人的位置信息和每个障碍物信息计算得到汽车与每个障碍物信息之间的行驶距离；从而根据行驶距离对障碍物进行避让，进而避免汽车和障碍物发生碰撞。
作为优选的实施方式，深度采集模块1包括设置在机器人头部的多个深度采集摄像头；
雷达扫描仪2可以设置在机器人头部。
进一步地，在上述实施例中，如图2所示，组合模块3包括：
获取单元31，用于获取同一时刻的立体深度图像和点云图像；
组合单元32，与获取单元31连接，用于将同一时刻的立体深度图像和点云图像进行组合，以得到同一时刻的点云图像。
作为优选的实施方式，深度采集模块1可以实时采集测量范围内的立体深度图像；
雷达扫描仪2可以实时采集测量范围内待识别障碍物信息，并组成连续的待识别障碍物信息，以生成雷达扫描图像；
深度采集模块1中的每个深度采集摄像头的采集频率和雷达扫描仪2的采集频率可以一致，从而可以生成同一时刻的立体深度图像和雷达扫描图像，进而可以形成上述时刻中的点云图像。
进一步地，在上述实施例中，如图7所示，组合模块3还包括鱼眼摄像头33，鱼眼摄像头33用于对点云图像进行着色处理，以得到彩色的点云图像。
通过鱼眼摄像头33根据点云图像得到彩色的点云图像，从而可以增加点云图像的清晰度。
进一步地，作为优选的实施方式，如图3所示，深度采集模块1包括：
两个前方深度摄像头11，对称设置在机器人头部的前方，用于采集行驶方向的第一范围的第一深度图像；
两个侧方深度摄像头12，对称设置在两个前方深度摄像头11的外侧，用于采集行驶方向的第二范围的第二深度图像；
深度图像生成单元13，分别与每个前方深度摄像头11和每个侧方深度摄像头12连接，用于将采集到的第一深度图像和第二深度图像组合成立体深度图像。
在上述优选的实施方式中，通过设置在机器人头部的两个前方深度摄像头11和两个侧方深度摄像头12可以模拟真人驾驶员的视角。
进一步地，在上述优选的实施方式中，前方深度摄像头11的采集角度小于侧方深度摄像头12的采集角度。
进一步地，在上述优选的实施方式中，前方深度摄像头11的采集长度大于侧方深度摄像头12的采集长度。
在上述优选的实施方式中，前方深度摄像头11可以为远视深度摄像头，侧方深度摄像头12可以为近视深度摄像头。
进一步地，作为优选的实施方式，如图4所示，深度采集模块1还包括：
左后视镜摄像头14，设置在机器人头部的左侧，用于采集汽车的左后视镜的第一摄像图像；
右后视镜摄像头15，设置在机器人头部的右侧，用于采集汽车的右后视镜的第二摄像图像；
辅助单元16，分别与左后视镜摄像头14、右后视镜摄像头15和深度图像生成单元13连接，用于将第一摄像图像和第二摄像图像提供给深度图像生成单元13，使得深度图像生成单元13将采集到的第一摄像图像、第二摄像图像、第一深度图像和第二深度图像组合成立体深度图像。
在上述优选的实施方式中，通过左后视镜摄像头14来采集汽车的左后视镜的中的第一摄像图像，并通过汽车的左后视镜的第一摄像图像来采集汽车的右后视镜的第二摄像图像，以及通过辅助单元16辅助深度图像生成单元13将采集到的第一摄像图像、第二摄像图像、第一深度图像和第二深度图像组合成立体深度图像，从而获取整个汽车周身的立体深度图像；从而可以方便后续识别模块4识别到整个汽车周身的障碍物信息。
进一步地，在上述实施例中，如图5所示，距离采集模块6包括：
第一距离采集单元61，用于采集汽车与行驶方向上的每个障碍物信息之间的第一行驶距离；
第二距离采集单元62，用于采集汽车与行驶方向的左侧上的每个障碍物信息之间的第二行驶距离；
第三距离采集单元63，用于采集汽车与行驶方向的右侧上的每个障碍物信息之间的第三行驶距离。
在上述实施例中，通过采集汽车行驶方向、行驶方向的左侧和行驶方向的右侧上的每个障碍物信息之间的第三行驶距离，可以方便自动驾驶机器人操作汽车对每个障碍物进行避让。
进一步地，在上述实施例中，如图6所示，距离采集模块6包括：
多个第一距离传感器64，用于获取机器人与每个障碍物信息之间的障碍物距离；
多个第二距离传感器65，每个第一距离传感器64和对应的第二距离传感器65关联和相邻设置，于机器人与对应障碍物信息的连线上，获取机器人到汽车的人车距离；
计算元件66，与每个第一距离传感器64和每个第二距离传感器65连接，用于对相关联的障碍物距离和人车距离进行相减计算，以得到对应的行驶距离。
在上述实施例中，首先通过第一距离传感器64获取机器人与每个障碍物信息之间的障碍物距离，随后通过第二距离传感器65获取机器人到汽车的人车距离，最后通过计算元件66根据相关联的障碍物距离和人车距离进行相减计算，以得到对应的汽车和障碍物之间的行驶距离。
进一步地，在上述实施例中，雷达扫描仪2的数量为两个，两个雷达扫描仪2对称设置在机器人头部。
在上述实施例中，通过对称设置的雷达扫描仪2可以更精确地扫描机器人的测量范围内连续的待识别障碍物信息。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人距离采集系统，其特征在于，应用于机器人驾驶汽车中，所述机器人距离采集系统包括：
深度采集模块，用于采集测量范围内的立体深度图像；
雷达扫描仪，用于采集所述测量范围内连续的待识别障碍物信息，并根据所述待识别障碍物信息得到一雷达扫描图像；
组合模块，分别与所述深度采集模块和所述雷达扫描仪连接，用于根据所述立体深度图像和所述雷达扫描图像建立所述测量范围内的点云图像；
识别模块，与所述组合模块连接，用于对所述点云图像中的待识别障碍物信息进行识别，以得到障碍物信息；
定位模块，用于采集所述机器人的位置信息；
距离采集模块，分别与所述识别模块和所述定位模块连接，包括距离传感器，用于根据所述位置信息获取所述汽车与每个所述障碍物信息之间的行驶距离。
2.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述组合模块包括：
获取单元，用于获取同一时刻的所述立体深度图像和所述点云图像；
组合单元，与所述获取单元连接，用于将同一时刻的所述立体深度图像和所述点云图像进行组合，以得到同一时刻的所述点云图像。
3.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述组合模块还包括鱼眼摄像头，所述鱼眼摄像头用于对所述点云图像进行着色处理，以得到彩色的所述点云图像。
4.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述深度采集模块包括：
两个前方深度摄像头，对称设置在所述机器人的头部的前方，用于采集所述行驶方向的第一范围的第一深度图像；
两个侧方深度摄像头，对称设置在两个所述前方深度摄像头的外侧，用于采集所述行驶方向的第二范围的第二深度图像；
深度图像生成单元，分别与每个所述前方深度摄像头和每个所述侧方深度摄像头连接，用于将采集到的所述第一深度图像和所述第二深度图像组合成所述立体深度图像。
5.如权利要求4所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述前方深度摄像头的采集角度小于所述侧方深度摄像头的采集角度。
6.如权利要求4所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述前方深度摄像头的采集长度大于所述侧方深度摄像头的采集长度。
7.如权利要求4所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述深度采集模块还包括：
左后视镜摄像头，设置在所述机器人的头部的左侧，用于采集所述汽车的左后视镜的第一摄像图像；
右后视镜摄像头，设置在所述机器人的头部的右侧，用于采集所述汽车的右后视镜的第二摄像图像；
辅助单元，分别与所述左后视镜摄像头、所述右后视镜摄像头和所述深度图像生成单元连接，用于将所述第一摄像图像和所述第二摄像图像提供给所述深度图像生成单元，使得所述深度图像生成单元将采集到的第一摄像图像、所述第二摄像图像、所述第一深度图像和所述第二深度图像组合成所述立体深度图像。
8.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述距离采集模块包括：
第一距离采集单元，用于采集所述汽车与所述行驶方向上的每个所述障碍物信息之间的第一行驶距离；
第二距离采集单元，用于采集所述汽车与所述行驶方向的左侧上的每个所述障碍物信息之间的第二行驶距离；
第三距离采集单元，用于采集所述汽车与所述行驶方向的右侧上的每个所述障碍物信息之间的第三行驶距离。
9.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述距离采集模块包括：
多个第一距离传感器，用于获取所述机器人与每个所述障碍物信息之间的障碍物距离；
多个第二距离传感器，每个所述第一距离传感器和对应的所述第二距离传感器关联和相邻设置，于所述机器人与对应所述障碍物信息的连线上，获取所述机器人到所述汽车的人车距离；
计算元件，与每个所述第一距离传感器和每个所述第二距离传感器连接，用于对相关联的所述障碍物距离和所述人车距离进行相减计算，以得到对应的所述行驶距离。
10.如权利要求1所述的机器人距离采集系统，其特征在于，所述雷达扫描仪的数量为两个，两个所述雷达扫描仪对称设置在所述机器人的头部。
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