面部分为障碍物，计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度改变移动装置的移动方向，并向下位机4发送改变移动装置移动方向的控制命令；
[0039]所述下位机4用于根据所述控制命令控制移动装置移动。
[0040]上述基于三维深度摄像机的近距离避障系统的有益效果在于:三维深度摄像机I安装于移动装置上，通过三维深度摄像机I来获取移动装置前方的深度图像，深度图像精度高，可以精确地得知移动装置前方的环境；上位机3通过通信装置2的得到三维深度摄像机I获取的深度图像，移动装置与障碍物距离比较远时，上位机3可直接根据深度图像判断是否存在障碍物，存在障碍物时计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离发送改变路线的控制命令给下位机4，当移动装置与障碍物距离比较近时，不能直接从深度图像判断是否有障碍物，而是通过检测深度图像是否存在部分或全部地面数据无法获取的情况，如果部分或全部地面数据无法获取则判定该无法获取数据的地面部分为障碍物，并计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度发送立即改变移动方向的控制命令给下位机4，下位机4根据控制命令控制移动装置移动，从而在近距离和远距离的情况下都能实现安全避障。
[0041]进一步的，所述三维深度摄像机I水平或倾斜向下安装于移动装置上。
[0042]从上述描述可知，三维深度摄像机I水平或倾斜向下安装于移动装置上能够保证三维深度摄像机I能拍摄到地面部分。
[0043]进一步的，所述上位机3为计算机。
[0044]进一步的，所述下位机4为可编程逻辑编辑器或单片机。
[0045]请参照图1，本发明的实施例一为:
[0046]—种基于三维深度摄像机的近距离避障方法，包括:
[0047]获取移动装置在无障碍物的水平地面静止时前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据；所述地面数据和空中数据为三维数据；记录无障碍物情况下地面数据位于深度图像的最下面的行数N ;
[0048]S1、获取移动装置移动时前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据；所述地面数据和空中数据为三维数据；
[0049]S2、检测到移动装置前方的深度图像中地面存在障碍物时，计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离改变移动装置的移动路线；当移动装置与障碍物距离较远时，一般情况下为距离大于0.4米时，可直接从深度图像判断地面是否存在障碍物，获取图像时需要发射脉冲光，获取到深度图像时需要收到反射的脉冲光；存在障碍物时根据发射脉冲光与收到反射的脉冲光的时间差得到当前位置与障碍物的距离；
[0050]S3、检测到移动装置前方部分或全部地面数据无法获取时，判定无数据的地面部分为障碍物，计算每个角度内当前地面数据在当前深度图像最下面N行中的三维数据点的个数；当三维数据点个数为O时，判定三维数据点的个数为O的角度为障碍物存在的角度；根据计算出的角度改变移动装置的移动方向；当移动装置与障碍物距离较近时，一般情况下为距离小于0.4米时，由于障碍物遮挡了地面数据，导致有障碍物的区域无法获得任何数据，表现为最下面的N行数据即地面部分出现一块空白，因此判定该空白为障碍物造成的，即该无数据的地面部分为障碍物。
[0051]请参照图2，本发明的实施例二为:
[0052]—种基于三维深度摄像机的近距离避障系统，包括:三维深度摄像机1、上位机3、下位机4、通信装置2以及移动装置，所述移动装置在地面上移动；优选的，所述移动装置按照规划的路径移动；优选的，所述移动装置为机器人；
[0053]所述三维深度摄像机I安装于移动装置上，用于获取移动装置前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据；优选的，所述三维深度摄像机I水平或倾斜向下安装于移动装置上，保证三维深度摄像机I能够拍摄到地面数据；并将所述深度图像通过通信装置2发送给上位机3 ;
[0054]所述上位机3用于检测到移动装置前方的深度图像中地面存在障碍物时，计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离改变移动装置的移动路线，并向下位机4发送改变移动装置移动路线的控制命令；检测到移动装置前方部分或全部地面数据无法获取时，判定无数据的地面部分为障碍物，计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度改变移动装置的移动方向，并向下位机4发送改变移动装置移动方向的控制命令；优选的，所述上位机3为计算机；
[0055]所述下位机4用于根据所述控制命令控制移动装置移动，优选的，所述下位机4为可编程逻辑编辑器或单片机，优选的，所述下位机4安装于移动装置上。
[0056]综上所述，本发明提供的一种基于三维深度摄像机的近距离避障方法及近距离避障系统，采用三维深度摄像机获取移动装置前方的深度图像，并通过通信装置将获取的深度图像发送给上位机；远距离避障时，上位机根据深度图像判断是否存在障碍物，存在障碍物时计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离发送改变移动装置的移动路线的控制命令给下位机，下位机控制移动装置改变移动路线，从而安全实现远距离避障；近距离避障时，上位机根据移动装置前方是否出现部分或全部地面数据无法获取的现象判断是否存在障碍物，如果部分或全部地面数据无法获取则判定存在障碍物且无数据的地面部分即为障碍物；并计算当前位置与障碍物之间的角度，根据计算出的角度发送立即改变移动方向的控制命令给下位机，下位机控制移动装置立即改变移动方向，从而安全实现近距离避障。
[0057]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于三维深度摄像机的近距离避障方法，其特征在于，包括: 获取移动装置移动时前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据； 检测到移动装置前方的深度图像中地面存在障碍物时，计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离改变移动装置的移动路线； 检测到移动装置前方部分或全部地面数据无法获取时，判定无数据的地面部分为障碍物，计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度改变移动装置的移动方向。2.根据权利要求1所述的基于三维深度摄像机的近距离避障方法，其特征在于，所述“获取移动装置移动时前方场景的深度图像”之前还包括:获取移动装置在无障碍物的水平地面静止时前方的深度图像，记录无障碍物情况下地面数据位于深度图像的最下面的行数N。3.根据权利要求2所述的基于三维深度摄像机的近距离避障方法，其特征在于，所述“计算当前位置与障碍物的角度”具体为: 计算每个角度内当前地面数据在当前深度图像最下面N行中的三维数据点的个数； 当三维数据点个数为O时，判定三维数据点的个数为O的角度为障碍物存在的角度。4.根据权利要求1所述的基于三维深度摄像机的近距离避障方法，其特征在于，所述地面数据和空中数据为三维数据。5.一种基于三维深度摄像机的近距离避障系统，其特征在于，包括:三维深度摄像机、上位机、下位机、通信装置以及移动装置，所述移动装置在地面上移动； 所述三维深度摄像机安装于移动装置上，用于获取移动装置前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据；并将所述深度图像通过通信装置发送给上位机； 所述上位机用于检测到移动装置前方的深度图像中地面存在障碍物时，计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离改变移动装置的移动路线，并向下位机发送改变移动装置移动路线的控制命令；检测到移动装置前方部分或全部地面数据无法获取时，判定无数据的地面部分为障碍物，计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度改变移动装置的移动方向，并向下位机发送改变移动装置移动方向的控制命令； 所述下位机用于根据所述控制命令控制移动装置移动。6.根据权利要求5所述的基于三维深度摄像机的近距离避障系统，其特征在于，所述三维深度摄像机水平或倾斜向下安装于移动装置上。7.根据权利要求5所述的基于三维深度摄像机的近距离避障系统，其特征在于，所述上位机为计算机。8.根据权利要求5所述的基于三维深度摄像机的近距离避障系统，其特征在于，所述下位机为可编程逻辑编辑器或单片机。
【专利摘要】本发明提供了一种基于三维深度摄像机的近距离避障方法，包括：获取移动装置移动时前方的深度图像，所述深度图像包括地面数据和空中数据；检测到移动装置前方的深度图像中地面存在障碍物时，计算当前位置与障碍物的角度和距离，并根据计算出的角度和距离改变移动装置的移动路线；检测到移动装置前方部分或全部地面数据无法获取时，判定无数据的地面部分为障碍物，计算当前位置与障碍物的角度，根据计算出的角度改变移动装置的移动方向；本发明还涉及一种基于三维深度摄像机的近距离避障系统，能够安全实现近距离避障。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN104932502
【申请号】CN201510300622
【发明人】刘德建, 陈宏展, 念小义, 姚庆源
【申请人】福建天晴数码有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月4日