1.一种基于深度图像数据的机器人自主导航系统,其特征在于,包括:
深度图像数据采集系统:用于采集当前环境的深度图像,并采用深度数据处理方法处理所采集的深度图像,获取当前环境的深度图像数据;
数据处理及传输系统:用于接收所述深度图像数据并进行处理,获取深度图像各区域真实数据,对深度图像各区域进行细分处理,设定各细分区域预警值,比较深度图像各细分区域真实数据和各细分区域预警值,再根据比较结果生成命令信息;
运动控制系统:用于接收所述命令信息,并通过命令信息生成控制指令,同时结合机器人自身状态使机器人完成运动,并将机器人数据反馈至机器人的控制台;
辅助系统:用于使运动控制系统正常运作,并记录运动控制系统的运动状态数据,将运动状态数据作为修正运动路径及向控制台上传数据的来源。
2.根据权利要求1所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航系统,其特征在于,所述深度图像数据采集系统采用单目相机、双目相机、多目相机或深度相机。
3.一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,通过权利要求1或2所述的基于深度图像数据的机器人自主导航系统进行,包括以下步骤:步骤1,基于深度图像数据的机器人自主导航系统进行初始化,然后根据机器人的测距传感器判断机器人四周是否存在妨碍通过性的近距离障碍物,如不存在则进行步骤2;如出现障碍物时,根据障碍物布置情况进行逻辑判断后引导机器人平台转移到能正常运行的场地,再进行步骤2;
步骤2,采集当前环境的深度图像,并采用深度数据处理方法处理所采集的深度图像,获取当前环境的深度图像数据;
步骤3,对所述深度图像数据进行处理,获取深度图像各区域真实数据,对深度图像各区域进行细分处理,设定各细分区域预警值,比较深度图像各细分区域真实数据和各细分区域预警值,再根据比较结果生成命令信息;
步骤4,通过所述命令信息生成控制指令,同时结合机器人自身状态使机器人完成运动,并将机器人数据反馈至机器人的控制台;机器人运动时,记录机器人的运动状态数据,将运动状态数据作为修正运动路径及向控制台上传数据的来源。
4.根据权利要求3所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,所述步骤3中,对所述深度图像数据进行处理的过程包括如下步骤:步骤3.1,以用来采集当前环境深度图像的相机镜头的轴线通过的水平面为预分界面;
步骤3.2,然后获取结构平台高度方向上位于预分界面上的结构尺寸h,令结构尺寸h与结构平台总高度H作比得到比例关系α;
步骤3.3,将预分界面按照比例关系α乘以深度图像的纵向分辨率L,以预分界面为基础,对分界面进行上调,上调高度为α×L,得到最终的分界面;
步骤3.4,然后以最终的分界面以下区域作为图像处理区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,所述步骤3中,获取深度图像各区域真实数据包括如下步骤:步骤3.5,在图像处理区域内,根据机器人尺寸参数将整体图像进行水平和垂直方向上的区域划分;具体的,将整体图像划分为5个次区域,分别为左侧ROI、右侧ROI、上侧ROI、下侧ROI和中央ROI;
步骤3.6,利用划分的5个次区域来获取深度图像各区域真实数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,所述步骤3中,对深度图像各区域进行细分处理时,根据各次区域数据量的大小将每个次区域划分为多个大小一致的小区域,然后对各小区域进行优化,使深度图像中的失真点得到近似值的补偿。
7.根据权利要求3所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,所述步骤3中,比较深度图像各细分区域真实数据和各细分区域预警值时,将各个次区域中细分区域的真实数据与对应细分区域设定的预警值逐一作比较,采用或的关系,当次区域内的任一细分区域的真实数据小于细分区域预警值时,则为预警状态,否则为正常状态。
8.根据权利要求3所述的一种基于深度图像数据的机器人自主导航方法,其特征在于,所述步骤1,如出现障碍物时,根据障碍物布置情况进行逻辑判断后引导机器人平台转移到能正常运行的场地,具体过程为:将机器人的测距传感器的探测信息分为前、后、左后右四部分,分别对应机器人前进、后退、左侧、右侧四个正方向,根据转向半径和机器人尺寸设定预警值,当四部分测距传感器中任意一部分测距传感器出现探测值小于预警值时,该部分测距传感器进入预警状态,否则为正常状态;
所述判断逻辑如下:
当各部分测距传感器均为出现预警状态,机器人按照正常步骤继续往下进行;
当只有前进部分测距传感器出现预警状态,引导机器人后退,直至预警状态消除;
当只有后退方向测距传感器出现预警状态,引导机器人前进并进执行下一步;
当左侧测距传感器和后退方向测距传感器出现预警状态,或者当只有左侧方向测距传感器出现预警状态时,引导机器人右转前进,直至预警状态消除;
当右侧测距传感器和后退方向测距传感器出现预警状态,或者当只有右侧方向测距传感器出现预警状态时,引导机器人左转前进,直至预警状态消除;
当前进方向测距传感器和左侧部分测距传感器出现预警状态,引导机器人右转后退,直至前进方向测距传感器和左侧部分测距传感器均消除预警状态;
当前进方向测距传感器和右侧部分测距传感器出现预警状态,引导机器人左转后退,直至两前进方向测距传感器和右侧部分测距传感器均消除预警状态;
当前进方向测距传感器和后退方向测距传感器同时出现预警状态,启动警报器告知无法达到正常运行的场地;
当左侧部分测距传感器和右侧部分测距传感器出现预警状态,引导机器人直线前进;
如预警状态未消除时前进方向测距传感器出现预警状态时,机器人按原路返回至执行起点后再引导后退;如预警状态未消除时后退方向出现预警状态时,则使机器人停在原地并启动警报器告知无法达到正常运行的场地;
如三个及以上的部分的测距传感器同时出现预警状态,则启动警报器告知无法达到正常运行的场地。