CN112749643A - 一种障碍物检测方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及机器人定位导航技术领域，公开了一种障碍物检测方法、装置及系统，该系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，设置在第一图像传感器上方或下方的第二图像传感器，该方法包括：激光器发射出不同亮度的激光，然后第一图像传感器和第二图像传感器分别获取包含不同亮度激光条纹的第一图像和第二图像，不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物后反射的激光条纹，根据不同亮度激光条纹在第一图像和第二图像上的位置，确认障碍物与检测系统的距离信息，本发明实施例通过出射不同亮度的激光来减少距离对所采集激光条纹的过曝影响，同时通过两个图像传感器来精确确定障碍物的距离信息，成本低且效果好。

Description

一种障碍物检测方法、装置及系统
技术领域
本发明实施例涉及机器人定位导航技术领域，特别涉及一种障碍物检测方法、装置及系统。
背景技术
避障技术在机器人自动定位导航领域是刚需，随着机器人行业对控制精度和智能化要求的提升，避障传感器越来越趋于小型化，对传感器感知性能越来越高。目前针对机器人避障方向，常用的传感器包括超声波传感器，红外传感器，激光雷达以及深度传感器等；这些传感器的价格有的低有的高，因而也适用于不同的避障需求。其中，基于红外的光学避障传感器检测能力强，细节程度高，可全天候作业，为当前机器人避障主流趋势。
在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：在当前的红外光学避障传感器中，基于深度的双目，结构光以及TOF的传感器价格依旧居高不下，单线激光雷达的价格已经逐渐趋向消费级水准，是目前开始大规模走向商用的方案。然而，单线激光雷达智能探测一个高度截面上的障碍物，对于低于激光雷达的障碍会产生较大的盲区。针对盲区问题，一些现有方案提出了采用其他避障传感器进行弥补，其中包括线激光传感器配合一个图像传感器，或者多个线激光器配合一个图像传感器，通常在移动机器人移动过程中，线激光器水平方向打出，并且和地面形成一个夹角，使得线激光可以打在靠近地面的障碍，检测出来的点云信息可以融合进机器人当前建立的地图中进行更加详细的辨识，以便于机器人做出对应的避障措施。然而线激光发出的光源被障碍物反射回视觉传感器时，能量会随着障碍物材质，角度或者距离产生较大的变化，有些时候会导致近距离激光条纹成像过亮而远距离又过弱，导致障碍物点云提取失效。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的目的是提供一种成本低、检测效果好的障碍物检测方法、装置及系统。
本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种障碍物检测方法，应用于检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，所述检测方法包括：
所述激光器发射出不同亮度的激光；
所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹；
所述第二图像传感器获取第二图像，所述第二图像包含所述不同亮度激光条纹；
根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
在一些实施例中，在所述激光器发射出不同亮度的激光的同时，所述方法还包括：
控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，其中，
所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；
所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
在一些实施例中，所述控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光的步骤，进一步包括：
将所述第二图像传感器中的感光区域从上到下划分为预设数量个成像区域，其中，所述成像区域的数量即为所述激光器点亮的次数，所述预设数量大于等于2；
控制所述第二图像传感器中预设数量个成像区域从上到下依次曝光；
根据所述激光器出射激光的高度，确认所述第一图像传感器中能够接收所述出射激光的成像区域；
控制所述能够接收所述出射激光的成像区域与所述第二图像传感器中的预设数量个成像区域进行同步曝光。
在一些实施例中，所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像的步骤，进一步包括：
获取所述各次曝光得到的各第一曝光图像中的激光条纹亮度，
根据不同的激光条纹亮度，为所述各第一曝光图像分配不同的权值并进行加权，
合成加权后的所述各第一曝光图像，以得到亮度均一化的所述第一图像。
在一些实施例中，所述第二图像传感器获取包含所述不同亮度激光条纹的第二图像的步骤，进一步包括：
将通过所述第二图像传感器各次曝光得到的各第二曝光图像进行合成处理，以得到所述第二图像。
在一些实施例中，所述根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息的步骤，进一步包括：
在所述第一图像的成像区域中，通过滑动窗口沿水平方向提取所述激光条纹的数据，并在所述滑动窗口进行Y轴方向上的搜索匹配，从所述第二图像中提取所述激光条纹的Y轴坐标信息；
获取所述第一传感器与所述激光器的相对高度；
根据所述Y轴坐标信息和所述相对高度，以及相似三角形的几何原理，确定所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种障碍物检测装置，应用于检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，所述检测装置包括：
激光发射模块，用于控制所述激光器发射出不同亮度的激光；
第一获取模块，用于控制所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹；
第二获取模块，用于控制所述第二图像传感器获取第二图像，所述第二图像包含所述不同亮度激光条纹；
确认模块，用于根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
在一些实施例中，所述检测装置还包括：
曝光控制模块，用于控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，其中，
所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；
所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供了一种检测系统，包括：
激光器；
第一图像传感器，其与所述激光器设置在同一高度上且靠近所述激光器设置；
第二图像传感器，其设置在所述第一图像传感器的正上方或正下方；
至少一个处理器，其分别与所述激光器、所述第一图像传感器和所述第二图像传感器连接；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上第一方面所述的方法。
在一些实施例中，所述激光器为线激光器。
为解决上述技术问题，第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面所述的方法。
为解决上述技术问题，第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种障碍物检测方法、装置及系统，该系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，该方法包括：所述激光器发射出不同亮度的激光，然后所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹，同时所述第二图像传感器获取第二图像，第二图像包含所述不同亮度激光条纹，最后根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息，本发明实施例通过出射不同亮度的激光来减少距离对所采集激光条纹的过曝影响，同时通过两个图像传感器来精确确定障碍物的距离信息，成本低且效果好。
附图说明
一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的障碍物检测方法的其中一种应用环境的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的障碍物检测方法的其中一种应用环境的侧视图示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种障碍物检测方法的流程示意图；
图4(a)是本发明实施例一提供的一种第一图像的示意图；
图4(b)是本发明实施例一提供的一种第二图像的示意图；
图5是图3所示障碍物检测方法中步骤110的一子流程示意图；
图6(a)是图4(a)所示第一图像中包含成像区域的示意图；
图6(b)是图4(b)所示第二图像中包含成像区域的示意图；
图7是图4(a)所示第一图像的合成过程示意图；
图8是图4(b)所示第二图像的合成过程示意图；
图9是图4(a)和图4(b)所示第一图像和第二图像中包含滑动窗口的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种障碍物检测装置的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一种检测系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。为了便于连接结构限定，本发明以激光器的出光方向为参考进行部件的位置限定。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了解决现有的机器人导航领域中，由于空间中不同障碍物与检测设备、装置或系统的距离不同，激光被反射回传感器时，传感器采集到的激光条纹过亮或者过暗的问题，本发明实施例提供了一种检测方法，该方法应用于一检测系统，该方法通过出射不同亮度的激光光束，检测系统还能够通过两个图像传感器来得到不同亮度的激光条纹的图像并通过这些图像来得到障碍物在当前空间中位置信息。
图1为本发明实施例提供的检测方法的其中一种应用环境的结构示意图，图2为所述应用环境的侧视图示意图，该应用环境中包括：障碍物A、障碍物B以及本发明提供的检测系统，该检测系统包括第一图像传感器11、第二图像传感器12和激光器13，其中，所述第二图像传感器12设置在所述第一图像传感器11的正上方，所述激光器13贴合设置在所述第一图像传感器11的右侧(俯视方向)，因而，在图1俯视图中，所述第二图像传感器12设置在所述第一图像传感器11叠在一起，在图2侧视图中，所述激光器13在所述第一图像传感器11前方(靠近屏幕一侧)。
如图1和图2所示，由激光器13出射的多束平行光到达空间中不同方位的障碍物上，反射回来的回返激光能够被所述第一图像传感器11和第二图像传感器12所捕获，且不同的距离的障碍物的回返光打到所述第二图像传感器12会打在不同高度上形成不同高度的激光条纹，因而通过所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12可以精确确定所述障碍物相对于所述检测系统的距离信息，也即是深度信息。
优选地，本发明实施例采用的激光器13为线激光器，因此，这类激光器通常仅能出射一个方向(如水平或竖直方向)上的激光光束，本发明实施例以出射一与障碍物同一高度的水平方向的激光光束为例，因而，在本发明实施例中，仅出示了如何检测位于同一高度的障碍物的例子，在其他的一些实施例中，所述障碍物也可以是在其他位置、其他形状的障碍物，且所述第一图像传感器11、所述第二图像传感器12和所述激光器13也可以不仅仅只是本发明实施例所示的设置方式，具体地，可根据实际需要进行设置。
优选地，本发明实施例采用的所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12可以为CCD或CMOS传感器，所述激光器13出射的激光波段为可见光或红外光，所述第一图像传感器11与所述激光器13呈水平方向对齐摆放，所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12呈垂直方向对齐摆放。在其他的一些实施例中，所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12可根据实际需要选择相应的图像传感器，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的检测系统可以应用于任何需要检测所述障碍物或障碍物等的设备或装置中，例如，可以应用在需要进行避障和/或建图等的机器人身上，进一步地，通过所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12所采集的激光条纹的形状、灰度等信息，还可以确定所述障碍物的形状，同时，结合距离信息还能够确定所述障碍物的尺寸，具体地，可结合现有的各种形状识别算法实现上述功能。
具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
实施例一
本发明实施例提供了一种检测方法，应用于检测系统，该检测系统可以是上述应用场景所述的检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且靠近设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，请参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种检测方法的流程，所述检测方法包括但不限于以下步骤110-140，具体如下：
步骤110：所述激光器发射出不同亮度的激光；
在本发明实施例中，控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，同时控制所述激光器与所述曝光的过程同步调制点亮，并且，每次点亮时所述激光器设置为发射出不同亮度的激光。其中，所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
具体地，在所述激光器点亮的过程中，控制所述激光器依次增加占空比，以提高激光器所出射激光的亮度。同时，所述第一图像传感器和所述第二传感器与所述激光器的点亮过程进行同步曝光，从而在如上述图1和图2所示应用场景下，可以使得所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12分别采集到如图4(a)和图4(b)所示的所述第一图像P1和所述第二图像P2，其中，图中的三个方块为障碍物A，在所述第一图像P1中，近距离激光条纹和远距离激光条纹在同一高度上，此处统一称为激光条纹L1；在所述第二图像P2中，近距离条纹L2和远距离条纹L3则能够成像在不同的高度上。需要说明的是，此处将激光条纹区分为近距离激光条纹和远距离激光条纹，是以从所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12获取的图像垂直方向为正向时进行的假设。若从所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12获取的图像顺序是上下镜像的，或者，将所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12反过来或倒过来安装，则获取到的所述激光条纹的相对远近关系相反/颠倒，同样的，所述激光器的占空比也需要相应进行调整，是的远距离的激光条纹能够获取更多的亮度(占空比增加)，近距离的激光条纹获得更少的亮度(占空比减少)，具体地，可根据实际情况进行设置，不需要拘泥于本发明实施例的限定。
进一步地，请参见图5，其示出了步骤110的一子流程，所述控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光的步骤，进一步包括以下步骤：
步骤111：将所述第二图像传感器中的感光区域从上到下划分为预设数量个成像区域；
其中，所述成像区域的数量即为所述激光器点亮的次数，所述预设数量大于等于2。在本发明实施例中，请一并参见所述图2，由于障碍物位于不同的距离在所述第二图像传感器中会在竖直方向上的不同位置形成，因此，需要将所述第二图像传感器中的感光区域从上到下划分为预设数量个成像区域，且成像区域的数量应该与所述激光器的点亮次数一致，也即是，与所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步曝光的次数是一致的。
步骤112：控制所述第二图像传感器中预设数量个成像区域从上到下依次曝光；
在本发明实施例中，通常情况下，图像传感器中包括透镜组和感光元件(本发明以CCD为例)，远距离的障碍物的回返光会打在感光元件的感光区域的下方形成图像，近距离的障碍物回返光会打在感光元件的感光区域的上方形成图像。
进一步地，由于距离越远，通常会导致图像传感器所捕获的激光条纹的亮度越低。在本发明实施例中，发明人希望近距离的激光条纹不要过曝，远距离的激光条纹不要太暗，因此，在控制所述第二图像传感器中的成像区域从上到下依次曝光，也即是获取从近到远的距离上反射的回返光所形成的激光条纹同时，同步控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使得激光器出射激光的亮度逐渐增强，从而使得近距离和远距离的回返光所形成的激光条纹能够都能够以正常亮度形成。需要说明的是，以上为所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方的情况，当所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
步骤113：根据所述激光器出射激光的高度，确认所述第一图像传感器中能够接收所述出射激光的成像区域；
在本发明实施例中，由于采用的激光器是线激光器，且目前市面上常用的激光雷达，其通常只能打出一个方向上的一排激光点，本发明实施例以激光器水平扫描为例，因此，所述激光器所出射的激光光束在同一高度上，因此，所述第一图像传感器若所有像素全部曝光，也仅有一个高度范围内的感光区域能够成像，获取该成像区域。
步骤114：控制所述能够接收所述出射激光的成像区域与所述第二图像传感器中的预设数量个成像区域进行同步曝光。
在确认所述第一图像传感器中能够成像的所述成像区域后，为了提升帧率、减少计算量，在本发明实施例中，在控制所述第一图像传感器曝光时，可以只控制所述第一图像传感器中的成像区域与所述第二图像传感器进行同步曝光，从而，依旧以上述应用场景为例，可以得到如图6(a)和图6(b)所示的包含所述出射激光的成像区域P11的第一图像P1和划分出各个成像区域的第二图像P2，其中可以得到各个成像区域P21、P22……P2N。
步骤120：所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像；
其中，所述不同亮度激光条纹为所述不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹。在本发明实施例中，将通过所述第一图像传感器各次曝光得到的各图像进行合成处理，以得到所述第一图像。所述进行合成处理的步骤，进一步地，请一并参见图7，其示出了本申请中合成得到所述第一图像P1的合成过程，其中,P1-1、P1-2……P1-N为所述第一传感器的成像区域P11各次曝光得到的图像，具体地，获取所述各次曝光得到的各第一曝光图像P1-1、P1-2……P1-N中的激光条纹亮度，根据不同的激光条纹亮度，为所述各第一曝光图像P1-1、P1-2……P1-N分配不同的权值并进行加权，合成加权后的所述各第一曝光图像，以得到亮度均一化的所述第一图像P1。
进一步地，由于所述第一图像传感器每次曝光时，所述激光器调制的占空比会有所不同，因此对于各次曝光的图像中近距离和远距离的激光条纹虽然在位置上都处于同一行，但是亮度变化会有差异，比如，远距离的障碍物或者弱反射表面反射的激光条纹在不同激光调制占空比下，获得的亮度变化趋势会有差异，通过比对激光条纹上多次曝光的亮度变化趋势，可以得该条纹位置所对应的障碍物的距离或者反射能力信息，结合该信息，可以使得弱激光条纹位置使用占空比高的图像进行加权，得到增强效果，而强激光条纹位置使用占空比低的图像进行加权，得到减弱的效果，最终合成出的所述第一图像的激光亮度趋于均一化。
例如，在对一个障碍物上的点反射的激光条纹a进行一百次曝光后，由于每次曝光时都会相应对激光器的占空比进行调整，因此，可以得到一百个不同亮度的激光条纹a的曝光图像，假设第一次的亮度值为100，最后一次(第一百次)的亮度值为255，亮度值较高，则可以确定属于过曝的情况，该障碍物可能为近距离的障碍物和/或具有强反射表面的障碍物，则此时为该曝光图像进行权值分配时，应当为第一次曝光得到的亮度值分配更多权值，随着曝光次数的累加权值分配应越来越少，最后一次曝光得到的亮度值分配最少的权值，然后将各次曝光得到的亮度值进行加权后，得到加权平均后的激光条纹a，以上述亮度值为例，此处激光条纹a的亮度值亮度均一化后应当为100多一点最为合适。相应地，若障碍物为远距离的障碍物和/或具有弱反射表面的障碍物，则此时同样对该障碍物上的点反射的激光条纹b进行曝光后，假设第一次的亮度值为15，最后一次(第一百次)的亮度值为80，亮度值较低，则可以确定是过暗的情况，同时也能够确定障碍物的距离和/或其表面的反射能力，此时应当为第一次曝光得到的亮度值分配最少的权值，随着曝光次数的累加权值分配应越来越多，最后一次曝光得到的亮度值分配最多的权值，然后将各次曝光得到的亮度值进行加权后，得到加权平均后的激光条纹b，以上述亮度值为例，此处激光条纹b的亮度值亮度均一化后应当为75左右最为合适。具体地，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本发明上述实施例的限定。本发明实施例通过合成得到的所述第一图像，能够极大的抑制因地面或者障碍物反射导致的多路径杂光问题，提高所获取的位置信息的还原准确度。
步骤130：所述第二图像传感器获取包含所述不同亮度激光条纹的第二图像；
在本发明实施例中，将通过所述第二图像传感器各次曝光得到的各第二曝光图像进行合成处理，以得到所述第二图像。而由于所述第二图像传感器获得多个曝光图像不重合(每次获得一个成像区域的曝光图像)，近距离的障碍物反射的激光条纹的成像靠近上方的成像区域，对应的激光占空比低，而远距离的障碍物反射的激光条纹的成像靠近下方的成像区域，对应的激光占空比高，将各次曝光的图像直接合成，可以合成出激光亮度相似、均一化的第二图像。
请一并参见图8，其示出了本申请中合成得到所述第二图像P2的合成过程，其中,P2-1、P2-2……P2-N为所述第二图像传感器各次曝光得到的各第二曝光图像，将歌词曝光得到的各第二曝光图像,P2-1、P2-2……P2-N直接合成，即可得到所述第二图像P2。
步骤140：根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
在本发明实施例中，具体地，在所述第一图像的成像区域中，通过滑动窗口沿水平方向提取所述激光条纹的数据，并在所述滑动窗口进行Y轴方向上的搜索匹配，从所述第二图像中提取所述激光条纹的Y轴坐标信息；获取所述第一传感器与所述激光器的相对高度；根据所述Y轴坐标信息和所述相对高度，以及相似三角形的几何原理，确定所述障碍物与所述检测系统的距离信息。请一并参见图9，其示出了本申请中在曝光图像中设置滑动窗口的示例，其中，滑动窗口S1为所述第一图像P1的成像区域中的滑动窗口，滑动窗口S2为滑动窗口S1在Y方向搜索匹配时所搜索的成像区域。
实施例二
本发明实施例提供了一种障碍物检测装置，应用于检测系统，该检测系统可以是上述应用场景所述的检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，其中，所述相邻设置指的是设置在0-50mm范围内，请参见图10，其示出了本发明实施例提供的一种检测装置，所述障碍物检测装置200包括：
激光发射模块210，用于控制所述激光器发射出不同亮度的激光；
第一获取模块220，用于控制所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹；
第二获取模块230，用于控制所述第二图像传感器获取第二图像，所述第二图像包含所述不同亮度激光条纹；
确认模块240，用于根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
在一些实施例中，请继续参见图10，所述检测装,200还包括：
曝光控制模块250，用于控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，其中，
所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；
所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
在一些实施例中，所述曝光控制模块250还用于将所述第二图像传感器中的感光区域从上到下划分为预设数量个成像区域，其中，所述成像区域的数量即为所述激光器点亮的次数，所述预设数量大于等于2；
控制所述第二图像传感器中预设数量个成像区域从上到下依次曝光；
根据所述激光器出射激光的高度，确认所述第一图像传感器中能够接收所述出射激光的成像区域；
控制所述能够接收所述出射激光的成像区域与所述第二图像传感器中的预设数量个成像区域进行同步曝光。
在一些实施例中，所述第一获取模块220还用于获取所述各次曝光得到的各第一曝光图像中的激光条纹亮度，
根据不同的激光条纹亮度，为所述各第一曝光图像分配不同的权值并进行加权，
合成加权后的所述各第一曝光图像，以得到亮度均一化的所述第一图像。
在一些实施例中，所述第二获取模块230还用于将通过所述第二图像传感器各次曝光得到的各第二曝光图像进行合成处理，以得到所述第二图像。
在一些实施例中，所述确认模块240还用于在所述第一图像的成像区域中，通过滑动窗口沿水平方向提取所述激光条纹的数据，并在所述滑动窗口进行Y轴方向上的搜索匹配，从所述第二图像中提取所述激光条纹的Y轴坐标信息；
获取所述第一传感器与所述激光器的相对高度；
根据所述Y轴坐标信息和所述相对高度，以及相似三角形的几何原理，确定所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
实施例三
本发明实施例还提供了一种检测系统，请参见图11，其示出了能够执行图3和图5所述检测方法的检测系统的硬件结构。所述检测系统10可以是图1和图2所示应用场景中的检测系统。所述检测系统10包括：激光器13；第一图像传感器11，其与所述激光器13设置在同一高度上且靠近所述激光器13设置；第二图像传感器12，其设置在所述第一图像传感器11的上方或下方。
所述检测系统10还包括：至少一个处理器15，其分别与所述激光器13、所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12连接；以及，与所述至少一个处理器15通信连接的存储器16，图9中以一个处理器15为例。所述存储器16存储有可被所述至少一个处理器15执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器15执行，以使所述至少一个处理器15能够执行上述图3和图5所述的检测方法。所述处理器15和所述存储器16可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。
存储器16作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的检测方法对应的程序指令/模块，例如，图10所示的各个模块。处理器15通过运行存储在存储器16中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例检测方法。
存储器16可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据检测装置的使用所创建的数据等。此外，存储器16可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器16可选包括相对于处理器15远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至检测装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器16中，当被所述一个或者多个处理器15执行时，执行上述任意方法实施例中的检测方法，例如，执行以上描述的图3和图5的方法步骤，实现图10中的各模块和各单元的功能。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图3和图5的方法步骤，实现图10中的各模块的功能。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的检测方法，例如，执行以上描述的图3和图5的方法步骤，实现图10中的各模块的功能。
本发明实施例中提供了一种障碍物检测方法、装置及系统，该系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，该方法包括：所述激光器发射出不同亮度的激光，然后所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为所述不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹，同时所述第二图像传感器获取包含所述不同亮度激光条纹的第二图像，最后根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息，本发明实施例通过出射不同亮度的激光来减少距离对所采集激光条纹的过曝影响，同时通过两个图像传感器来精确确定障碍物的距离信息，成本低且效果好。
需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种障碍物检测方法，其特征在于，应用于检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，所述检测方法包括：
所述激光器发射出不同亮度的激光；
所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹；
所述第二图像传感器获取第二图像，所述第二图像包含所述不同亮度激光条纹；
根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，其中，
所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；
所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光的步骤，进一步包括：
将所述第二图像传感器中的感光区域从上到下划分为预设数量个成像区域，其中，所述成像区域的数量即为所述激光器点亮的次数，所述预设数量大于等于2；
控制所述第二图像传感器中预设数量个成像区域从上到下依次曝光；
根据所述激光器出射激光的高度，确认所述第一图像传感器中能够接收所述出射激光的成像区域；
控制所述能够接收所述出射激光的成像区域与所述第二图像传感器中的预设数量个成像区域进行同步曝光。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像的步骤，进一步包括：
获取所述各次曝光得到的各第一曝光图像中的激光条纹亮度，
根据不同的激光条纹亮度，为所述各第一曝光图像分配不同的权值并进行加权，
合成加权后的所述各第一曝光图像，以得到亮度均一化的所述第一图像。
5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述第二图像传感器获取包含所述不同亮度激光条纹的第二图像的步骤，进一步包括：
将通过所述第二图像传感器各次曝光得到的各第二曝光图像进行合成处理，以得到所述第二图像。
6.根据权利要求4或5任一项所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息的步骤，进一步包括：
在所述第一图像的成像区域中，通过滑动窗口沿水平方向提取所述激光条纹的数据，并在所述滑动窗口进行Y轴方向上的搜索匹配，从所述第二图像中提取所述激光条纹的Y轴坐标信息；
获取所述第一传感器与所述激光器的相对高度；
根据所述Y轴坐标信息和所述相对高度，以及相似三角形的几何原理，确定所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
7.一种障碍物检测装置，其特征在于，应用于检测系统，所述检测系统包括设置在同一高度上且相邻设置的第一图像传感器和激光器，以及设置在所述第一图像传感器的上方或下方的第二图像传感器，所述检测装置包括：
激光发射模块，用于控制所述激光器发射出不同亮度的激光；
第一获取模块，用于控制所述第一图像传感器获取包含不同亮度激光条纹的第一图像，其中，所述不同亮度激光条纹为不同亮度的激光发射至障碍物，并经所述障碍物反射的激光条纹；
第二获取模块，用于控制所述第二图像传感器获取第二图像，所述第二图像包含所述不同亮度激光条纹；
确认模块，用于根据所述不同亮度激光条纹在所述第一图像和所述第二图像上的位置，确认所述障碍物与所述检测系统的距离信息。
8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：
曝光控制模块，用于控制所述第一图像传感器和所述第二图像传感器同步进行至少两次曝光，其中，
所述第二传感器设置在所述第一传感器的下方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐增加，以使所述激光器出射不同亮度的激光；
所述第二传感器设置在所述第一传感器的上方时，在各次所述曝光的过程中，同步调制点亮所述激光器，并在逐次点亮所述激光器的过程中，控制所述激光器的占空比逐渐减少，以使所述激光器出射不同亮度的激光。
9.一种检测系统，其特征在于，包括：
激光器；
第一图像传感器，其与所述激光器设置在同一高度上且靠近所述激光器设置；
第二图像传感器，其设置在所述第一图像传感器的正上方或正下方；
至少一个处理器，其分别与所述激光器、所述第一图像传感器和所述第二图像传感器连接；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述激光器为线激光器。
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