一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法、装置及设备与流程-k8凯发

本发明涉及人工智能，具体涉及一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法、装置及设备。

背景技术：

1、机器人一经问世便给各行各业带来了冲击性的改变。随着机器人的广泛应用，只能在某一固定位置工作的机器人远远不能满足人们的使用需求，于是，可移动的机器人便应运而生。移动机器人技术的迅速发展和日趋完善使得移动机器人的应用有了前所未有的发展，在室内巡检、安防巡逻、深空探测、抢险救灾、矿山采掘、农业植保、林业监控、军事应用等多种领域广泛应用。

2、在室内巡检领域中，由于现代社会中的室内楼房和楼梯有效地缓解了建筑用地日益紧张的压力，楼梯作为垂直建筑联系的纽带，提高了多层竖直空间的便捷性，若移动机器人如飞行巡逻机器人不具备上下楼梯和跨越楼梯的越障能力，将大大影响其在多楼层复杂环境中的移动性能。同时，飞行巡逻机器人在多楼层复杂环境中进行运动也可能会发生碰撞，进行碰撞检测可以使得飞行巡逻机器人灵活地飞越连续的单级台阶，还能够在地形复杂多样的全地形环境下顺利移动。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是飞行巡逻机器人在多楼层的复杂环境中进行运动时的碰撞检测准确度较低。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法，包括：

3、获取机器人碰撞检测模型；所述机器人碰撞检测模型通过进行参数设置处理、碰撞预测改进处理和模型动态更新处理得到；所述参数设置处理包括优化参数和选择核函数；所述参数包括核超参数和诱导点参数；

4、根据所述机器人碰撞检测模型对预设多楼层飞行场景下的飞行巡逻机器人进行碰撞检测，得到碰撞检测结果；所述多楼层飞行场景包括多楼层环境中的单级楼梯下的场景。

5、一实施例中，所述获取机器人碰撞检测模型，包括：

6、对预设神经网络模型进行参数设置处理，得到第一碰撞检测模型；所述参数设置处理包括优化参数和选择核函数；

7、对预设逻辑似然函数和所述第一碰撞检测模型进行初始化，得到第二碰撞检测模型；所述逻辑似然函数根据辅助变量构建得到；

8、根据预设分类决策值对所述第二碰撞检测模型进行碰撞预测改进处理，得到第三碰撞检测模型；

9、对所述第三碰撞检测模型进行模型动态更新处理，得到机器人碰撞检测模型。

10、一实施例中，所述得到第二碰撞检测模型之后，所述方法还包括：

11、利用预设自由度转换公式将所述飞行巡逻机器人的自由度值进行转换处理，得到转换后的自由度值；

12、将所述转换后的自由度值映射到所述第二碰撞检测模型的输入空间中。

13、一实施例中，所述根据预设分类决策值对所述第二碰撞检测模型进行碰撞预测改进处理，得到第三碰撞检测模型之后，所述方法还包括：

14、将预获取的随机数据集输入至所述第三碰撞检测模型中，得到碰撞概率均值；

15、利用所述分类决策值和所述碰撞概率均值进行障碍物判断处理，得到障碍物判断结果。

16、一实施例中，所述对所述第三碰撞检测模型进行模型动态更新处理，得到机器人碰撞检测模型，包括：

17、获取诱导点的位置，根据所述诱导点的位置对所述第三碰撞检测模型进行更新处理，得到机器人碰撞检测模型；所述诱导点预先设置在参数设置处理的过程中。

18、一实施例中，所述参数设置处理中的优化参数包括利用预构建的优化器对所述核超参数和所述诱导点参数进行优化；所述优化器的损失函数公式包括：

19、

20、其中，表示优化器的损失值，n表示数据点的个数，q(fi)表示表示p(yi|fi)和q(u)的边际，p(yi|fi)表示内核的超参数分布，q(u)表示诱导函数值的变分分布，p(u)表示诱导函数值的先验分布，kl表示散度，表示高斯过程。

21、一实施例中，所述得到碰撞检测结果之后，所述方法还包括：

22、根据所述碰撞检测结果获取所述多楼层飞行场景下的楼梯高度和所述飞行巡逻机器人对应的飞行距离；

23、根据所述楼梯高度和所述飞行距离对所述飞行巡逻机器人进行运动规划。

24、根据第二方面，一种实施例中提供一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测装置，包括：

25、模型获取模块，用于获取机器人碰撞检测模型；所述机器人碰撞检测模型通过进行参数设置处理、碰撞预测改进处理和模型动态更新处理得到；所述参数设置处理包括优化参数和选择核函数；所述参数包括核超参数和诱导点参数；

26、碰撞检测模块，用于根据所述机器人碰撞检测模型对预设多楼层飞行场景下的飞行巡逻机器人进行碰撞检测，得到碰撞检测结果；所述多楼层飞行场景包括多楼层环境中的单级楼梯下的场景。

27、依据上述实施例的多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法、装置及设备，包括根据机器人碰撞检测模型对预设多楼层飞行场景下的飞行巡逻机器人进行碰撞检测，得到碰撞检测结果。其中，机器人碰撞检测模型通过进行参数设置处理、碰撞预测改进处理和模型动态更新处理得到。参数设置处理中的优化参数能够提高后续碰撞预测的效率，而选择核函数能够满足多楼层飞行场景中飞行巡逻机器人的不用的自由度，同时为每个自由度训练不同的长度尺度，进而得到准确的碰撞检测结果。碰撞预测改进处理和模型动态更新处理分别从不同的角度对机器人碰撞检测模型进行进一步地更新和优化，从而得到的碰撞检测结果更准确。

技术特征：

1.一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法,其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机器人碰撞检测模型，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述得到第二碰撞检测模型之后，所述方法还包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设分类决策值对所述第二碰撞检测模型进行碰撞预测改进处理，得到第三碰撞检测模型之后，所述方法还包括：

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第三碰撞检测模型进行模型动态更新处理，得到机器人碰撞检测模型，包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参数设置处理中的优化参数包括利用预构建的优化器对所述核超参数和所述诱导点参数进行优化；所述优化器的损失函数公式包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到碰撞检测结果之后，所述方法还包括：

8.一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测装置，其特征在于，包括：

9.一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
一种多楼层飞行巡逻机器人的碰撞检测方法、装置及设备，包括获取机器人碰撞检测模型；机器人碰撞检测模型通过进行参数设置处理、碰撞预测改进处理和模型动态更新处理得到；参数设置处理包括优化参数和选择核函数；参数包括核超参数和诱导点参数；根据机器人碰撞检测模型对预设多楼层飞行场景下的飞行巡逻机器人进行碰撞检测，得到碰撞检测结果；多楼层飞行场景包括多楼层环境中的单级楼梯下的场景。解决了飞行巡逻机器人在多楼层的复杂环境中进行运动时碰撞检测准确度较低的技术问题。

技术研发人员：林昶荣,封其国,文新隆
受保护的技术使用者：深圳市华赛睿飞智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8