CN113268066A - 一种检测目标物的方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测目标物的方法、装置、计算机设备及存储介质。包括：获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置；根据在世界坐标系下的移动机器人的位置、机器人坐标系下的数据点集合、目标物的几何参数以及理论位置，对机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选得到疑似目标点集合；从疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于目标物三个顶点位置处的三个数据点；根据三个数据点在世界坐标系下的位置坐标以及目标物边长确定目标物的目标物位置以及目标物角度。利用该方法能够准确检测到目标物的目标物位置和目标物角度，以便根据目标物位置和目标物角度进行伺服控制。
Description
技术领域
本发明实施例涉及信息技术领域，尤其涉及一种检测目标物的方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
智能移动机器人是一种可以在环境空间中自由移动、执行工作的机器装置，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。智能移动机器人可以通过检测目标物的位置为伺服控制提供反馈机制。
现有技术中，智能移动机器人对目标物进行精确定位的方法主要是通过相机采集图像，用条形码、二维码等视觉特征，或者已训练完成的深度学习模型对图像进行检测，识别目标在图像中的位置，利用视差法或投影法计算目标物的深度距离，对目标物的准确位置进行判断。但是，现有技术存在的问题为由于使用的传感器为相机，因此检测结果会受到环境光照、相机视角等环境条件的影响，同时要求较大的计算能力。
因此，如何准确的对目标物进行检测是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种检测目标物的方法、装置、计算机设备及存储介质，能够准确检测到目标物的目标物位置和目标物角度，以便能够根据目标物位置和目标物角度进行伺服控制。
第一方面，本发明实施例提供了一种检测目标物的方法，包括：
获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种检测目标物的装置，包括：
获取模块，用于获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
筛选模块，用于根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
选取模块，用于从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
确定模块，用于根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于实现本发明任意实施例中所述的检测目标物的方法。
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，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的检测目标物的方法。
本发明实施例提供了一种检测目标物的方法、装置、计算机设备及存储介质，首先获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体，然后根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合，之后从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，最后根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。利用上述技术方案，能够准确检测到目标物的目标物位置和目标物角度，以便能够根据目标物位置和目标物角度进行伺服控制。
附图说明
图1为本发明实施例一所提供的一种检测目标物的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一所提供的一种检测目标物的方法的场景示意图；
图3为本发明实施例二所提供的一种检测目标物的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例三所提供的一种检测目标物的装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作（或步骤）描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，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。
本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。
实施例一
图1为本发明实施例一所提供的一种检测目标物的方法的流程示意图，该方法可适用于对目标物进行检测的情况，该方法可以由检测目标物的装置来执行，其中，该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在计算机设备上。
如图1所示，本发明实施例一提供的一种检测目标物的方法，包括如下步骤：
S110、获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物。在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体。
其中，测距传感器可以为任意一种能够检测出障碍物的传感器，本发明不对测距传感器进行限定，如测距传感器可以为一种雷达传感器，示例性的，测距传感器可以为毫米波雷达传感器。
需要说明的是，多个测距传感器可以均匀的安装于移动机器人上，使得移动机器人在移动过程中可以通过测距传感器全方位的进行检测。
其中，预设时间可以为预先设置的时间范围。机器人坐标系可以理解为以机器人为基准建立的坐标系。机器人坐标系下的数据点集合可以理解为数据点集合中包括的所有数据点为在机器人坐标系下的数据点，即数据点的坐标是机器人坐标系下的坐标，数据点集合可以理解为测距传感器扫描后获取到的数据点构成的集合。
其中，目标物可以理解为需要检测的目标物体，目标物可以为一种具有矩形支架的物体，示例性的，目标物可以为具有四条腿的桌子。世界坐标系可以为通过右手法则确定的三维坐标系。
在本实施例中，对如何获取机器人坐标系下的数据点集合不作具体限制，示例性的，可以由测距传感器采集到多个数据点后上传到计算机设备，计算机设备将多个数据点组成数据点集合。对如何获取目标物在世界坐标系下的理论位置不作具体限定，示例性的，理论位置可以预先存储于计算机设备中。
图2为本发明实施例一所提供的一种检测目标物的方法的场景示意图，如图2所示，1表示移动机器人，2表示安装在移动机器人上的测距传感器，3表示矩形支架，4表示测距传感器能够测量的范围。
S120、根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合。
其中，在世界坐标系下的移动机器人的位置可以理解为移动机器人在世界坐标系下的位置坐标。目标物的几何参数可以包括长度参数和角度参数，目标物的几何参数具体包括哪几种几何参数可以根据目标物的形状确定，不同形状的目标物可以对应不同的几何参数。疑似目标点集合可以理解为疑似目标物上的数据点构成的集合。
在本实施例中，得到疑似目标点集合的方式可以为在机器人坐标系下根据目标物的几何参数以及理论位置筛选出距离理论位置预设范围内的数据点，将所述数据点对应到世界坐标系下得到疑似目标点集合。
进一步的，根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合，包括：根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置，确定所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点在世界坐标系下的位置，得到世界坐标系下的数据点集合；根据所述目标物的几何参数以及所述理论位置，从所述机器人坐标系下的数据点集合中筛选出距离所述理论位置预设范围内的第一数据点；确定所述第一数据点在所述机器人坐标系下的数据点集合中的序号，所述序号表征所述第一数据点为所述机器人坐标系下的数据点集合中的第几个数据点；从所述世界坐标系下的数据点集合中选取与所述第一数据点对应的序号相同的数据点，组成疑似目标点集合。
其中，第一数据点可以为从机器人坐标系下的数据点集合中筛选出的数据点。预设范围可以为预先设置的距离范围。
具体的，筛选第一数据点的过程可以为根据理论位置对应的坐标和角度，通过几何关系可以计算出机器人坐标系下的数据点集合中的数据点是否在目标物的矩形支架构成的矩形区域内，若是，则该数据点为第一数据点，若否，则该数据点被过滤。
可以理解的是，筛选出的第一数据点为机器人坐标系下的数据点，第一数据点根据其在机器人坐标系下的数据点集合中的序号可以将第一数据点对应到世界坐标系下的数据点集合中，从世界坐标系下的数据点集合中选取与第一数据点具有相同序号的数据点组成疑似目标数据点集合，得到的疑似目标数据点集合为世界坐标系下的数据点集合。
S130、从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点。
其中，属于目标物边长可以理解为三个中心点中相邻的两个数据点确定的线段属于目标边长，目标物三个顶点位置可以理解为矩形支架的矩形平面的任意三个顶点的位置。
在本实施例中，选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点的过程可以为：遍历疑似目标点集合可以获取疑似属于同一个支架上的数据点，将属于同一支架上的数据点构成子集合S，并得到由多个子集合S组成的集合R；遍历集合R可以计算出每个子集合S对应的中心点sc，将中心点sc构成中心点集合SC；遍历中心点集合SC，确定符合目标物边长及夹角的处于目标物三个顶点处的三个中心点sc1、sc2和sc3。
示例性的，目标物为矩形桌子时，目标物边长可以为矩形的长和宽，目标物三个顶点可以为矩形的任意三个顶点，目标物边长不限定是哪个边的边长，此处确定的数据点可以为属于矩形的任意一个边的数据点。
S140、根据所述三个数据点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
其中，目标物位置可以表征目标物的实际位置，目标物位置可以为目标物在世界坐标系下的位置，目标物角度可以为目标物相对于移动机器人的角度。
在本实施例中，目标物位置可以通过获取的属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点确定，即可以由三个顶点中不相邻的两个顶点对应的两个中心点确定，具体的，可以将该两个中心点的中心位置作为目标物位置。
在本实施例中，目标物角度可以由目标物边长以及获取的属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点确定的与目标物边长对应的两个线段确定。具体的，根据目标物边长中相邻的长边和宽边计算出两个边之间的边长夹角，根据三个顶点中不相邻的两个顶点对应的两个中心点位置坐标计算出与目标物边长对应的两个线段之间的线段夹角，边长夹角与线段夹角之间的角度差即为目标物角度。
本发明实施例一提供的一种检测目标物的方法，首先获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；其次根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；然后从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；最后根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。利用上述方法，能够准确检测到目标物的目标物位置和目标物角度，以便能够根据目标物位置和目标物角度进行伺服控制。
实施例二
图3为本发明实施例二所提供的一种检测目标物的方法的流程示意图，本实施例二在上述实施例一的基础上进行优化，本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。
如图3所示，本发明实施例二提供的一种检测目标物的方法，包括如下步骤：
S210、获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体。
S220、根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合。
S230、从所述疑似目标点集合中选取多个子集合。
在本实施例中，遍历疑似目标点集合可以选取符合条件的数据点构成多个子集合。
具体的，从所述疑似目标点集合中选取多个子集合，包括：从所述疑似目标点集合中依次选取数据点作为目标数据点；针对每个目标数据点，确定目标数据点与所述疑似目标点集合中的最后一个数据点之间的第一距离；若所述第一距离小于预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第一子集合；若所述第一距离大于或等于预设距离阈值，则将所述目标数据点组成中间集合；确定所述目标数据点与所述中间集合中的任意一个数据点的第二距离；若所述第二距离小于所述预设距离阈值，则将所述目标数据点加入所述中间集合；若所述第二距离大于或等于所述预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第二子集合；将多个第一子集合和多个第二子集合中，包括的目标数据点的数量大于设定值的第一子集合以及包括的目标数据点的数量大于设定值的第二子集合进行剔除，得到多个子集合。
若集合R由多个子集合S构成，则上述过程还可以理解为：遍历疑似目标点集合P，对于集合P中的数据点pn，若最后一个加入集合R的子集合S为空，则将pn放入子集合S；若最后一个加入集合R的子集合S不为空，则确定pn和最后一个加入集合R的子集合S的最后一个数据点pn-1的距离；若所述距离小于设定距离阈值，则将所述pn放入子集合S，继续判断最后一个加入集合R的子集合S是否为空；若所述距离大于或等于设定距离阈值，则遍历集合R中的子集合S；若数据点pn与子集合Sm中的数据点pk之间的距离小于所述设定距离阈值，则将数据点pn放入子集合Sm中；若数据点pn与子集合Sm中的数据点pk之间的距离大于或等于所述设定距离阈值，则建立空集合Sm+1，将数据点pn放入子集合Sm+1，再将子集合Sm+1放入集合R；遍历集合R，将集合R中不符合条件的子集合S剔除。其中，不符合条件的子集合S为包括的数据点的数量小于预设值的子集合S。
基于上述过程，示例性的，从所述疑似目标点集合中选取多个子集合的过程可以包括如下步骤：
1、建立空集合R，在R中加入空子集合S。
2、遍历疑似目标点集合P，对于集合P中的数据点pn：
a）若最后一个加入集合R的子集合S为空，则将数据点pn放入S；
b）否则，计算数据点pn和最后一个加入集合R的子集合S的最后一个数据点pn-1之间的距离d；
c）若d小于预设距离阈值，则将数据点pn放入子集合S，返回步骤a）进行下一次循环；
d）否则，遍历集合R中的子集合Sn：
若数据点pn和Sm中任意的数据点pk之间的距离小于预设距离阈值，则将数据点pn放入子几个Sm中；
否则，建立子集合Sm+1，将数据点pn放入子集合Sm+1中，将子集合Sm+1放入集合R。
3、遍历集合R，将包括的数据点的数量小于设定值的子集合S剔除。
S240、根据所述多个子集合确定中心点集合，所述多个子集合包括的数据点为疑似属于所述目标物同一支架上的数据点。
在本实施例中，针对每个子集合，可以根据子集合中包括的所有数据点计算出中心点，由每个子集合对应的中心点构成中心点集合。可以理解的是，一个子集合可以对应一个中心点。
进一步的，根据所述多个子集合确定中心点集合，包括：针对每个子集合，根据子集合中包括的所有数据点确定对应的中心点；将每个子集合对应的中心点组成中心点集合。
其中，一个子集合的中心点可以为子集合中所有数据点的中心点。确定中心点的方式可以为计算子集合中所有数据点的几何中心作为中心点。
S250、遍历所述中心点集合，确定属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的中心点。
进一步的，遍历所述中心点集合，确定符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，包括：遍历所述中心点集合，从所述中心点集合中选取任意两个中心点分别作为第一中心点和第二中心点；根据所述第一中心点和所述第二中心点确定第一线段；若所述第一线段属于目标物边长，则从所述第一中心点的下一个中心点开始遍历，选取任意一个与所述第二中心点不同的中心点作为第三中心点，否则，重新选取第一中心点和第二中心点；根据所述第二中心点和所述第三中心点确定第二线段；若所述第二线段属于目标物边长，则确定所述第一中心点、所述第二中心点以及所述第三中心点为属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，否则，重新选取第三中心点。
具体的，遍历所述中心点集合，确定符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点包括：从i=0开始遍历中心点集合SC，获取第i个中心点，直到第i个中心点之后的中心点个数不超过设定数量，则结束遍历；从j=i+1开始遍历中心点集合SC，获取第j个中心点，直到第j个中心点为最后一个中心点，则结束遍历；根据所述第i个中心点和所述第j个中心点确定第一线段；若所述第一线段属于目标物边长，则从k=i+1开始遍历中心点集合SC，获取第k个中心点；其中，若k=j，则跳过；根据所述第j个中心点和所述第k个中心点确定第二线段；若所述第二线段属于目标物边长，则确定所述第i个中心点、所述第j个中心点以及所述第k个中心点为属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点。
示例性的，确定符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点的过程可以为：
1、根据中心点集合SC中的中心点顺序，有序号i，j，k：
从i=0开始遍历SC，对于第i个中心点sc(i)即第一中心点：
若第i个中心点之后不足两个中心点，则结束遍历，返回搜索失败；
从j=i+1开始遍历SC，对于第j个中心点为sc(j)即第二中心点：
若j为最后一个中心点，则结束遍历，返回搜索失败；
计算由sc(i) - sc(j)确定的线段e1即第一线段；
若线段e1属于目标物边长，则从k=i+1开始遍历SC，对于sc(k)即第三中心点：
若j=k，则跳过；
计算sc(k) - sc(j)确定的线段e2即第二线段；
若线段e2属于目标物边长，则确定线段e1和线段e2为目标物边长，返回i，j，k；
否则，继续获取新的中心点集合，重新执行上述循环，直到确定出符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点。
进一步的，所述目标物边长包括目标物长边和目标物宽边，判断线段是否属于目标物边长包括：根据所述目标物长边的长度以及测量误差确定长度误差范围；若两个中心点之间的距离在所述长度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物长边；根据所述目标物宽边的宽度以及测量误差确定宽度误差范围；若两个中心点之间的距离在所述宽度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物宽边。
示例性的若目标物长边的长度为L，目标物宽边的宽度为W，测量误差为e，则长度误差范围为[L-e，L+e]，宽度误差范围为[W-e，W+e]。
S260、根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
具体的，根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度，包括：根据所述目标物边长确定所述目标物长边和所述目标物宽边之间的边长夹角；将所述第二中心点和所述第三中心点的中心位置作为目标物位置；根据所述第二中心点的位置坐标和所述第三中心点的位置坐标确定两个线段之间的线段夹角，所述两个线段包括由所述第一中心点和所述第二中心点确定的线段以及由所述第一中心点和所述第三中心点确定的线段；将所述线段夹角的绝对值与所述边长夹角的差值作为目标物角度。
示例性的，根据sc(i)，sc(j)，sc(k)计算目标物位置和目标物角度的过程可以为：若目标物长边的长度为L，目标物宽边的宽度为W，则边长夹角为theta1=arctan(W，L)；两个线段由sc(i) - sc(j)， sc(i) - sc(k)确定，则目标物位置为p_o= (sc(j) + sc(k))/2；调整j和k的顺序，使得e1-e2与L-W符号相同，则线段夹角为theta2=abs( arctan( e2y-e1y, e2x-e1x) )，目标物角度为theta_o =theta2- theta1。其中，e2y表示线段e2的纵坐标，e1y表示线段e1的纵坐标，e2x表示线段e2的横坐标，e1x表示线段e1的横坐标。
进一步的，可以根据目标物位置，目标物角度以及在机器人坐标系下的目标物位置进行伺服控制。其中，伺服控制是为满足某种目的，产生运动和对物体运动进行控制，是工业生产中实现高精度参数的控制方法之一。在本实施例中，伺服控制可以对移动机器人的运动位置、移动速度及加速度等变化量进行有效控制。
本发明实施例二提供的一种检测目标物的方法，具体化了从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的中心点。利用该方法，能够通过测距传感器准确获取数据点集合，可以避免现有技术中通过图像传感器获取数据点集合时由于环境光照造成采集的数据准确性较低的问题；通过对数据点集合中的数据点进行筛选可以减少计算量减少干扰；通过安装于移动机器人上的多个测距传感器能够确保移动机器人处于支架物体下方时仍能够检测到目标物。
实施例三
图4为本发明实施例三所提供的一种检测目标物的装置的结构示意图，该装置可适用于目标物进行检测的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在计算机设备上。
如图4所示，该装置包括：获取模块410、筛选模块420、选取模块430以及确定模块440。
获取模块410，用于获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
筛选模块420，用于根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
选取模块430，用于从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
确定模块440，用于根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
在本实施例中，该装置首先通过获取模块410获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；其次通过筛选模块420根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；然后通过选取模块430从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；最后通过确定模块440根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
本实施例提供了一种检测目标物的装置，能够准确检测到目标物的目标物位置和目标物角度，从而根据目标物位置和目标物角度进行伺服控制。
进一步的，筛选模块420具体用于根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置，确定所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点在世界坐标系下的位置，得到世界坐标系下的数据点集合；根据所述目标物的几何参数以及所述理论位置，从所述机器人坐标系下的数据点集合中筛选出距离所述理论位置预设范围内的第一数据点；确定所述第一数据点在所述机器人坐标系下的数据点集合中的序号，所述序号表征所述第一数据点为所述机器人坐标系下的数据点集合中的第几个数据点；从所述世界坐标系下的数据点集合中选取与所述第一数据点对应的序号相同的数据点，组成疑似目标点集合。
在上述优化的基础上，选取模块430具体用于：从所述疑似目标点集合中选取多个子集合；根据所述多个子集合确定中心点集合，所述多个子集合包括的数据点为疑似属于所述目标物同一支架上的数据点；遍历所述中心点集合，确定属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的中心点。
基于上述技术方案，从所述疑似目标点集合中选取多个子集合，包括：从所述疑似目标点集合中依次选取数据点作为目标数据点；针对每个目标数据点，确定目标数据点与所述疑似目标点集合中的最后一个数据点之间的第一距离；若所述第一距离小于预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第一子集合；若所述第一距离大于或等于预设距离阈值，则将所述目标数据点组成中间集合；确定所述目标数据点与所述中间集合中的任意一个数据点的第二距离；若所述第二距离小于所述预设距离阈值，则将所述目标数据点加入所述中间集合；若所述第二距离大于或等于所述预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第二子集合；将多个第一子集合和多个第二子集合中，包括的目标数据点的数量大于设定值的第一子集合以及包括的目标数据点的数量大于设定值的第二子集合进行剔除，得到多个子集合。
进一步的，根据所述多个子集合确定中心点集合，包括：针对每个子集合，根据子集合中包括的所有数据点确定对应的中心点；将每个子集合对应的中心点组成中心点集合。
进一步的，所述遍历所述中心点集合，确定符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，包括：遍历所述中心点集合，从所述中心点集合中选取任意两个中心点分别作为第一中心点和第二中心点；根据所述第一中心点和所述第二中心点确定第一线段；若所述第一线段属于目标物边长，则从所述第一中心点的下一个中心点开始遍历，选取任意一个与所述第二中心点不同的中心点作为第三数据点，否则，重新选取第一中心点和第二中心点；根据所述第二中心点和所述第三中心点确定第二线段；若所述第二线段属于目标物边长，则确定所述第一中心点、所述第二中心点以及所述第三中心点为属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，否则，重新选取第三中心点。
进一步的，所述目标物边长包括目标物长边和目标物宽边，判断线段是否属于目标物边长包括：根据所述目标物长边的长度以及测量误差确定长度误差范围；若两个中心点之间的距离在所述长度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物长边；根据所述目标物宽边的宽度以及测量误差确定宽度误差范围；若两个中心点之间的距离在所述宽度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物宽边。
进一步的，确定模块440具体用于根据所述目标物边长确定所述目标物长边和所述目标物宽边之间的边长夹角；将所述第二中心点和所述第三中心点的中心点的位置作为目标物位置；根据所述第二中心点的位置坐标和所述第三中心点的位置坐标确定两个线段之间的线段夹角，所述两个线段包括由所述第一中心点和所述第二中心点确定的线段以及由所述第一中心点和所述第三中心点确定的线段；将所述线段夹角的绝对值与所述边长夹角的差值作为目标物角度。
上述检测目标物的装置可执行本发明任意实施例所提供的检测目标物的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5为本发明实施例四所提供的一种计算机设备的结构示意图。如图5所示，本发明实施例四提供的计算机设备包括：一个或多个处理器51和存储装置52；该计算机设备中的处理器51可以是一个或多个，图5中以一个处理器51为例；存储装置52用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器51执行，使得所述一个或多个处理器51实现如本发明实施例中任一项所述的检测目标物的方法。
所述计算机设备还可以包括：输入装置53和输出装置54。
计算机设备中的处理器51、存储装置52、输入装置53和输出装置54可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
该计算机设备中的存储装置52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例一或二所提供的检测目标物的方法对应的程序指令/模块（例如，附图4所示的检测目标物的装置中的模块，包括：获取模块410、筛选模块420、选取模块430以及确定模块440）。处理器51通过运行存储在存储装置52中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的检测目标物的方法。
存储装置52可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、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置52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。在一些实例中，存储装置52可进一步包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。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。
输入装置53可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置54可包括显示屏等显示设备。
并且，当上述计算机设备所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器51执行时，程序进行如下操作：
获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
实施例五
本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行检测目标物的方法，该方法包括：
获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
可选的，该程序被处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的检测目标物的方法。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、可擦式可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM）、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率（Radio Frequency，RF）等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种检测目标物的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合，包括：
根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置，确定所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点在世界坐标系下的位置，得到世界坐标系下的数据点集合；
根据所述目标物的几何参数以及所述理论位置，从所述机器人坐标系下的数据点集合中筛选出距离所述理论位置预设范围内的第一数据点；
确定所述第一数据点在所述机器人坐标系下的数据点集合中的序号，所述序号表征所述第一数据点为所述机器人坐标系下的数据点集合中的第几个数据点；
从所述世界坐标系下的数据点集合中选取与所述第一数据点对应的序号相同的数据点，组成疑似目标点集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的中心点，包括：
从所述疑似目标点集合中选取多个子集合；
根据所述多个子集合确定中心点集合，所述多个子集合包括的数据点为疑似属于所述目标物同一支架上的数据点；
遍历所述中心点集合，确定属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的中心点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从所述疑似目标点集合中选取多个子集合，包括：
从所述疑似目标点集合中依次选取数据点作为目标数据点；
针对每个目标数据点，确定目标数据点与所述疑似目标点集合中的最后一个数据点之间的第一距离；
若所述第一距离小于预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第一子集合；
若所述第一距离大于或等于预设距离阈值，则将所述目标数据点组成中间集合；
确定所述目标数据点与所述中间集合中的任意一个数据点的第二距离；
若所述第二距离小于所述预设距离阈值，则将所述目标数据点加入所述中间集合；
若所述第二距离大于或等于所述预设距离阈值，则选取所述目标数据点组成第二子集合；
将多个第一子集合和多个第二子集合中，包括的目标数据点的数量大于设定值的第一子集合以及包括的目标数据点的数量大于设定值的第二子集合进行剔除，得到多个子集合。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述多个子集合确定中心点集合，包括：
针对每个子集合，根据子集合中包括的所有数据点确定对应的中心点；
将每个子集合对应的中心点组成中心点集合。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述遍历所述中心点集合，确定符合目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，包括：
遍历所述中心点集合，从所述中心点集合中选取任意两个中心点分别作为第一中心点和第二中心点；根据所述第一中心点和所述第二中心点确定第一线段；
若所述第一线段属于目标物边长，则从所述第一中心点的下一个中心点开始遍历，选取任意一个与所述第二中心点不同的中心点作为第三中心点，否则，重新选取第一中心点和第二中心点；
根据所述第二中心点和所述第三中心点确定第二线段；
若所述第二线段属于目标物边长，则确定所述第一中心点、所述第二中心点以及所述第三中心点为属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点，否则，重新选取第三中心点。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标物边长包括目标物长边和目标物宽边，判断线段是否属于目标物边长包括：
根据所述目标物长边的长度以及测量误差确定长度误差范围；
若两个中心点之间的距离在所述长度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物长边；
根据所述目标物宽边的宽度以及测量误差确定宽度误差范围；
若两个中心点之间的距离在所述宽度误差范围内，则判定两个中心点确定的线段属于目标物宽边。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度，包括：
根据所述目标物边长确定所述目标物长边和所述目标物宽边之间的边长夹角；
将所述第二中心点和所述第三中心点的中心位置作为目标物位置；
根据所述第二中心点的位置坐标和所述第三中心点的位置坐标确定两个线段之间的线段夹角，所述两个线段包括由所述第一中心点和所述第二中心点确定的线段以及由所述第一中心点和所述第三中心点确定的线段；
将所述线段夹角的绝对值与所述边长夹角的差值作为目标物角度。
9.一种检测目标物的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取多个测距传感器在预设时间内检测到的在机器人坐标系下的数据点集合以及目标物在世界坐标系下的理论位置，所述测距传感器为安装在移动机器人上的传感器，所述目标物为具有矩形支架的物体；
筛选模块，用于根据在世界坐标系下的所述移动机器人的位置、所述机器人坐标系下的数据点集合、所述目标物的几何参数以及所述理论位置，对所述机器人坐标系下的数据点集合中的数据点进行筛选，得到疑似目标点集合；
选取模块，用于从所述疑似目标点集合中选取属于目标物边长且处于所述目标物三个顶点位置处的三个中心点；
确定模块，用于根据所述三个中心点在所述世界坐标系下的位置坐标以及所述目标物边长，确定所述目标物的目标物位置以及目标物角度。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器用于执行权利要求1-8任一项所述的检测目标物的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的检测目标物的方法。
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