一种障碍物探测器、方法、存储介质及移动机器
阅读说明：本技术 一种障碍物探测器、方法、存储介质及移动机器 (Obstacle detector, obstacle detecting method, storage medium and mobile machine ) 是由 方遒 许师中 袁江南 洪剑锋 陈鼎 于 2020-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种障碍物探测器、方法、存储介质及移动机器,障碍物探测器包括：壳体、红外线组件、摄像机构以及控制器；控制器与红外线组件以及摄像机构电连接；红外线组件能产生多层平面红外线；控制器被配置为能够实现如下方法：控制红外线组件发射多层平面红外线以对待测区域进行照射；获取摄像机构拍摄的待测区域的图像；判断图像是否出现与多层平面红外线相对应的光条；当判断出现相对应的光条时,则判断有障碍物,并根据图像中多道光条的信息预估障碍物的距离、障碍物的尺寸以及方位。本发明能够快速探测待测区域是否存在障碍物以及障碍物的尺寸信息以及方位信息。(The invention discloses an obstacle detector, a method, a storage medium and a mobile machine, wherein the obstacle detector comprises: the device comprises a shell, an infrared component, a camera shooting mechanism and a controller; the controller is electrically connected with the infrared component and the camera shooting mechanism; the infrared component can generate multilayer plane infrared rays; the controller is configured to implement the following method: controlling the infrared component to emit multilayer plane infrared rays to irradiate the area to be detected; acquiring an image of a region to be detected shot by a camera mechanism; judging whether the image has light bars corresponding to the multilayer plane infrared rays; and when the corresponding light bars are judged to appear, judging that the obstacles exist, and estimating the distance, the size and the direction of the obstacles according to the information of the plurality of light bars in the image. The invention can quickly detect whether the obstacle exists in the area to be detected and the size information and the direction information of the obstacle.)
技术领域
本发明涉及机器视觉领域，尤其涉及一种障碍物探测器、方法、存储介质及移动机器。
背景技术
机器视觉是人工智能的一个前沿领域，近年来，机器视觉测量技术发展迅速，已广泛应用于多个领域，如现有技术中利用机器视觉技术识别障碍物的方法，其一般是采用摄像头在背景光源的普照下采集图像，再通过后续硬件电路和软件分析对采集的图像进行分析处理，以判断周边是否有障碍物，但是这种方法的软件分析处理的工作量较大，处理效率较低，费时费力，成本高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种障碍物探测器、方法、存储介质及移动机器，能够简单快速地探测待测区域是否存在障碍物以及障碍物的基本信息。
本发明实施例提供了一种障碍物探测器，包括：壳体以及设置于壳体上的红外线组件、摄像机构以及控制器；其中，
所述控制器与所述红外线组件以及摄像机构电连接；
所述红外线组件，能产生多层平面红外线；
所述控制器包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被配置为能够被所述处理器执行以实现如下方法：
控制所述红外线组件发射多层平面红外线以对待测区域进行照射；
获取摄像机构拍摄的所述待测区域的图像；
判断所述图像是否出现与多层平面红外线相对应的光条；
当判断所述图像出现与多层平面红外线相对应的光条时，则判断有障碍物，并根据图像中多道光条的距离预估障碍物的距离，根据图像中多道光条的位置预估障碍物的方位以及高度。
优选地，所述红外线组件采用一字线型红外线激光器或LED，平面红外线的层数为2-160层；其中，所述一字线型激光器或LED的投射距离大于等于10厘米。
优选地，相邻的平面红外线之间的间隔距离为1-90厘米。
优选地，所述多层平面红外线的波长为近红外和远红外的任意波长。
优选地，所述多层平面红外线的属性均包括不同的角度、强度、占空比、偏振方向以及结构尺寸。
优选地，所述摄像机构的光轴与其中一层平面红外线处于同一个平面。
优选地，所述每一层平面红外线由一个或多个红外线发生器发射的光线组成；多层不同属性的平面红外线的起始点之间的距离为1-80厘米。
本发明实施例还提供了一种障碍物探测方法，包括：
发射多层红外线对待测区域进行照射；
获取摄像机构拍摄的待测区域的图像；
判断图像是否出现与所述多层平面红外线相对应的多道光条；
当判断图像出现与多层平面红外线相对应的多道光条时，则判断有障碍物，并根据图像中多道光条的信息预估障碍物的距离、大小以及方位。
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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的障碍物探测方法。
本发明实施例还提供了一种移动机器，包括如上述的一种障碍物探测器。
上述一个实施例中，通过在障碍物探测器上设置了多层不同属性的平面红外线，并对待测区域进行照射，然后通过摄像机构提取图像并进行分析，根据摄像机构提取图像中对应的区域是否出现与多层平面红外线对应颜色属性的光条以快速探测待测区域是否存在障碍物、与障碍物的距离以及障碍物的尺寸等。本实施例与现有技术相比，在实现上更为简单，且可以获取到更多的障碍物的信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的障碍物探测器的结构示意图；
图2-图4为本发明实施例提供的在不同情况下图像中的光条的分布示意图；
图5为本发明第二实施例提供的障碍物探测装置的结构示意图。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种障碍物探测器，包括：壳体6以及设置于所述壳体6上的红外线组件、摄像机构5以及控制器7；其中，
所述控制器7与所述红外线组件以及摄像机构5均电连接；
所述红外线组件，能产生多层平面红外线。
在本实施例中，所述红外线组件可包括多个平面光源，这些平面光源按顺序从上到下依次排列。其中，所述平面光源可采用一字线型红外线激光器或LED，其投射距离一般大于等于10厘米。
例如，如图1所示，在一种实现方式中，所述红外线组件可包括第一平面光源2、第二平面光源3以及第三平面光源4，其中第二平面光源3位于第一平面光源2与第三平面光源4之间。每个平面光源均可以发出平面红外线，且相邻的平面红外线之间的间隔距离为1-90厘米。当然，需要说明的是，根据实际的需要可以设置更多或者更少的平面光源，特别地，在本实施例中，平面红外线的层数为2-160层。
其中，所述多层平面红外线的波长可以是近红外、远红外或者任意的红外波长，本发明不做具体限定。
其中，每层平面红外线还具有相应的属性，例如不同层平面红外线可具有不同的角度、强度、占空比、偏振方向以及结构尺寸。
以图1为例，例如，在本实施例中，所述第一平面光源2的颜色属性为红色；所述第三平面光源4的颜色属性为绿色或黄绿色；所述第二层平面光源3的颜色属性为蓝色。通过设置具有不同颜色属性的三层光源，以在障碍物较近时，可看到三道不同颜色的光条(障碍物象被三道平面光切割一样)，容易辨认。当然，需要说明的是，所述第一平面光源2、所述第二平面光源3以及所述第三平面光源4的颜色可根据实际需要进行设定，本发明不做具体限定。
在本实施例中，特别的，位于中间层的平面红外线与地面保持水平，而位于中间层两侧的平面红外线与位于中间层的平面红外线具有预定的夹角。例如，位于中间层以上的平面红外线均具有第一夹角，位于中间层以下的平面红外线均具有第二夹角。
在本实施例中，所述摄像机构5可为摄像机，其用于采集待测区域的图像，并将所述图像发送至所述控制器7。
其中，所述摄像机构5的摄像头与所述红外线组件的探测方向相同。
在本实施例中，所述控制器7包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被配置为能够被所述处理器执行以实现如下方法：
控制所述红外线组件发射多层平面红外线以对待测区域进行照射。
通过摄像机构5获取所述待测区域的图像。
判断所述图像是否出现与多层平面红外线相对应的多道光条。
当判断所述图像出现与多层平面红外线相对应的多道光条时，则判断有障碍物，并根据图像中多道光条的信息预估障碍物的距离、方位以及尺寸。
在本实施例中，由于不同层平面红外线与中间层平面红外面具有预定的夹角，因此根据平面红外线的夹角与平面红外线之间的间隔，即可以换算出障碍物探测器与障碍物之间的距离。
例如，如图1所示，假设第一平面光源2与所述第二平面光源3之间的距离为a，且相互平行，第一平面光源2与所述第二平面光源3对应的光条在摄像机内像平面的成像距离为b，摄像机的成像平面与透镜中心点的距离为f，则根据几何关系，可计算得到障碍物与障碍物探测装置之间的距离为f×a÷b。
在本实施例中，同样的，通过上述的计算公式，只需获得最上端的光条最下端的光条与中间光条的相对位置关系，即可以大致计算出整个障碍物的高度信息。
在本实施例中，根据光条在障碍物上的分布，可大致推算出障碍物相对障碍物探测器的方位。
例如，如图2所示，当采集到的图像中，障碍物表面的前端有光条而后端没有光条时，说明障碍物刚进入到待探测区域；如图3所示，当采集到的图像中，障碍物的表面整体包含光条时，说明障碍物整体进入到待探测区域；如图4所示，当采集到的图像中，障碍物表面的后端有光条而前端没有光条时，说明障碍物正在离开待探测区域。
请参阅图5，本发明第二实施例还提供了一种障碍物探测方法，包括：
S201，发射多层红外线对待测区域进行照射；
S202，获取摄像机构拍摄的待测区域的图像；
S203，判断图像是否出现与所述多层平面红外线相对应的多道光条；
S204，当判断图像出现与多层平面红外线相对应的多道光条时，则判断有障碍物，并根据图像中多道光条的信息预估障碍物的距离、大小以及方位。
综上，本发明通过在障碍物探测器上设置了多层不同属性的平面红外线，并对待测区域进行照射，然后通过摄像机构提取图像并进行分析，根据摄像机构提取图像中对应的区域是否出现与多层平面红外线对应颜色属性的光条以快速探测待测区域是否存在障碍物、与障碍物的距离以及障碍物的尺寸等。本实施例与现有技术相比，在实现上更为简单，且可以获取到更多的障碍物的信息。
本发明第四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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述实施例所述的障碍物探测方法。
本发明第五实施例还提供一种移动机器，包括如上述实施例所述的一种障碍物探测器。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在障碍物探测器中的执行过程。
所述障碍物探测器可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是障碍物探测器的示例，并不构成对障碍物探测器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述障碍物探测器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述障碍物探测器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个障碍物探测器的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述障碍物探测器的各种功能。所述存储器可主要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(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器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，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述障碍物探测器集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，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。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。