【技术实现步骤摘要】
一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统
[0001]本专利技术涉及测距
，特别涉及一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统。
技术介绍
[0002]目前，随着传感器技术、数据处理技术、计算机技术、网络通讯技术、人工智能技术、并行计算软件和硬件技术等相关技术的发展，新的、更有效的数据融合方法将不断推出，多传感器数据融合必将成为未来复杂工业系统智能检测与数据处理的重要技术，其应用领域将不断扩大。多传感器数据融合不是一门单一的技术，而是一门跨学科的综合理论和方法。多传感器数据融合技术的一个典型应用领域为机器人。目前主要应用在移动机器人和遥操作机器人上，因为这些机器人工作在动态、不确定与非结构化的环境中，这些高度不确定的环境要求机器人具有对环境高度的感知能力，而多传感器数据融合技术正是提高机器人系统感知能力的有效方法。智能机器人应采用多个传感器，并利用这些传感器的冗余和互补的特性以及基于对外部环境动态变化获取的比较完整的信息，实现对外部环境变化的高精度感知。
[0003]但是，利用多传感融合技术实现机器人的高精度测距...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，包括：采集层，用于采集协作机器人周围的声学全景成像图和多传感测距数据以及光学全景成像图；融合层，用于对所述声学全景成像图和所述多传感测距数据以及所述光学全景成像图进行特征提取并进行特征关联融合，获得对应的融合结果；输出层，用于基于所述融合结果和点云模型构建方法，构建出所述协作机器人周围的三维全景模型，基于所述三维全景模型确定出对应的测距结果。2.根据权利要求1所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述采集层，包括：声学采集模块，用于基于传声器声阵列采集所述协作机器人周围的声学全景成像图；多传感测距模块，用于基于均匀设置在所述协作机器人外部的超声波传感器、毫米波传感器、激光雷达传感器，获取所述协作机器人周围的超声波测距数据和毫米波测距数据以及激光雷达测距数据，将所述超声波测距数据和所述毫米波测距数据以及所述激光雷达测距数据作为对应的多传感测距数据；光学采集模块，用于通过控制设置在所述协作机器人外部的高清摄像头旋转获取所述协作机器人周围的光学全景成像图。3.根据权利要求1所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述声学采集模块，包括：阵列确定单元，用于基于协作机器人的操作环境参数和当前所需测距精度确定出对应的传声器声阵列模型；图像生成单元，用于基于所述传声器声阵列模型控制设置在所述协作机器人外部的多个声传感器单元开始捕获来自所述协作机器人周围的声音信号，基于所述声音信号获得对应的捕获信号，基于所述捕获信号和声学成像技术生成所述协作机器人周围的声学全景成像图。4.根据权利要求3所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述阵列确定单元，包括：参数确定子单元，用于基于协作机器人的操作环境参数和当前所需测距精度确定出对应的阵列参数；模型生成子单元，用于基于所述阵列参数和预设的阵列排布形式生成对应的传声器声阵列模型。5.根据权利要求4所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述融合层，包括：图像融合模块，用于将所述声学全景成像图和所述光学全景成像图进行融合，获得对应的融合全景图像；结果融合模块，用于提取所述融合全景图像中包含的图像深度变化特征和所述多传感测距数据中的距离变化特征，基于所述图像深度变化特征和所述距离变化特征对所述融合全景图像进行对应区域关联校正，获得对应的融合结果。6.根据权利要求5所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述图像融合模块，包括：
图像转换单元，用于在所述声学全景成像图中提取出所述协作机器人周围的声场云数据，基于所述声场云数据将所述声学全景成像图转换成对应的深度图像；数据提取单元，用于提取出所述深度图像中包含的第一深度分布数据和所述光学全景成像图中包含的第二深度分布数据；关键匹配单元，用于将所述第一深度分布数据和所述第二深度分布数据进行关键匹配，获得对应的关键匹配结果；图像融合单元，用于基于所述关键匹配结果，将所述声学全景成像图和所述光学全景成像图进行融合，获得对应的融合全景图像。7.根据权利要求6所述的一种协作机器人高精度多传感器融合测距系统，其特征在于，所述关键匹配单元，包括：轮廓识别子单元，用于基于所述第一深度分布数据生成对应的第一深度分布图，并在所述第一深度分布图中识别出对应的第一关键轮廓，同时，基于第二深度分布数据生成对应的第二深度分布图并在所述第二深度分布图中识别出对应的第二关键轮廓；中心确定子单元，用于确定出所述第一关键轮廓对应的第一中心点和所述第二关键轮廓对应的第二中心点；第一确定子单元，用于以所述第一中心点为旋转中心，按照预设旋转角度梯度，将过所述第一中心点的直线旋转预设次数，确定出多个第一起转线；第二确定子单元，用于基于所述第一关键轮廓对应的最大横坐标差值和预设分割间隔在所述第一起转线中确定出对应的第一分割点，将过所述第一分割点且与所述第一起转线垂直的直线作为所述第一起转线对应的第一分割线，获得所述第一起转线对应的第一分割线集合；第三确定子单元，用于确定出所述第一关键轮廓与对应第一分割线的第一分割交点，并确定出每个第一分割线上相邻第一分割交点之间的第一分割距离，基于所述第一分割线集合中包含的所有第一分割线中包含的第一分割距离生成对应的第一分割形状矩阵，基于所有第一起转线对应的第一分割形状矩阵确定出对应的第一关键向量；第四确定子单元，用于以所述第二中心点为旋转中心，按照预设旋转角度梯度，将过所述第二中心点的直线旋转预设次数，确定出多个第二起转线；第五确定子单元，用于基于所述第二关键轮廓对应的最大横坐标差值和预设分割间隔在所述第二起转线中确定出对应的第二分割点，将过...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊填，王光能，张国平，
申请(专利权)人：深圳市大族机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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