本申请涉及机器人路径规划，特别涉及一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法及装置。
背景技术：
1、机器人可以替代人类在未知、偏僻或危险的地方执行任务，从而节省人力和成本。但由于环境本身的随机性和复杂性，机器人需要实时处理当前时刻的传感器数据，并以此更新规划路径，从而避免与环境中的障碍物发生碰撞。
2、目前常用的lidar或深度相机得到的环境观测均为大量高维的数据，难以直接用于路径规划，且目前常用的小型轮式机器人或uavs受其体积和电池容量的限制，所搭载的处理器计算性能十分有限，亟待解决。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法及装置，以解决现有技术无法在复杂未知环境中快速处理机器人传感数据，难以得到能够安全通行的方向等问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法，包括以下步骤：获取目标机器人的环境观测信息和物理尺寸数据；根据所述物理尺寸数据确定目标数字滤波器，并通过所述目标数字滤波器对所述环境观测信息进行数字滤波处理，以生成频率域中的环境滤波观测信息；基于预设安全方向判定条件和所述环境滤波观测信息，计算所述目标机器人的目标通行方向。
3、可选地，在本申请的一个实施例中，所述获取目标机器人的环境观测信息和物理尺寸数据，包括：确定所述目标机器人的传感器视角和环境深度采样点数；根据所述传感器视角和所述环境深度采样点数采集所述环境观测信息。
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述物理尺寸数据确定目标数字滤波器，包括：确定所述目标机器人的安全扇面角度；基于所述安全扇面角度、所述环境深度采样点数和所述传感器视角，构建归一化矩形窗，以根据所述归一化矩形窗确定所述目标数字滤波器。
5、可选地，在本申请的一个实施例中，所述通过所述目标数字滤波器对所述环境观测信息进行数字滤波处理，以生成频率域中的环境滤波观测信息，包括：对所述环境观测信息进行限幅处理，以得到满足预设幅度要求的限幅信号，并对所述限幅信号执行快速傅里叶变换，以生成所述限幅信号对应的频率域序列；通过所述目标数字滤波器对所述频率域序列进行数字滤波，并对数字滤波后的频率域序列执行快速傅里叶逆变换，以得到时间域信息；基于所述时间域信息，获取所述环境滤波观测信息。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设安全方向判定条件的数学表达式为：
7、
8、其中，θi表示所述目标机器人的方向角；lth表示预设规划长度；ε表示预设工程误差容限；y(i)表示所述环境滤波观测信息。
9、本申请第二方面实施例提供一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算装置，包括：获取模块，用于获取目标机器人的环境观测信息和物理尺寸数据；滤波模块，用于根据所述物理尺寸数据确定目标数字滤波器，并通过所述目标数字滤波器对所述环境观测信息进行数字滤波处理，以生成频率域中的环境滤波观测信息；计算模块，用于基于预设安全方向判定条件和所述环境滤波观测信息，计算所述目标机器人的目标通行方向。
10、可选地，在本申请的一个实施例中，所述获取模块包括：第一确定单元，用于确定所述目标机器人的传感器视角和环境深度采样点数；采集单元，用于根据所述传感器视角和所述环境深度采样点数采集所述环境观测信息。
11、可选地，在本申请的一个实施例中，所述滤波模块包括：第二确定单元，用于确定所述目标机器人的安全扇面角度；构建单元，用于基于所述安全扇面角度、所述环境深度采样点数和所述传感器视角，构建归一化矩形窗，以根据所述归一化矩形窗确定所述目标数字滤波器。
12、可选地，在本申请的一个实施例中，所述滤波模块还包括：限幅单元，用于对所述环境观测信息进行限幅处理，以得到满足预设幅度要求的限幅信号，并对所述限幅信号执行快速傅里叶变换，以生成所述限幅信号对应的频率域序列；执行单元，用于通过所述目标数字滤波器对所述频率域序列进行数字滤波，并对数字滤波后的频率域序列执行快速傅里叶逆变换，以得到时间域信息；生成单元，用于基于所述时间域信息，获取所述环境滤波观测信息。
13、可选地，在本申请的一个实施例中，所述预设安全方向判定条件的数学表达式为：
14、
15、其中，θi表示所述目标机器人的方向角；lth表示预设规划长度；ε表示预设工程误差容限；y(i)表示所述环境滤波观测信息。
16、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
17、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
18、本申请第五方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被执行，以用于实现上述的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
19、由此，本申请的实施例具有以下有益效果：
20、本申请的实施例可通过获取目标机器人的环境观测信息和物理尺寸数据；根据物理尺寸数据确定目标数字滤波器，并通过目标数字滤波器对环境观测信息进行数字滤波处理，以生成频率域中的环境滤波观测信息；基于预设安全方向判定条件和环境滤波观测信息，计算目标机器人的目标通行方向。本申请通过设计用于提取安全方向的数字滤波器，并针对滤波后的数据确定了安全方向的快速判定条件，从而能够在微秒级的时间内完成数据处理。由此，解决了现有技术无法在复杂未知环境中快速处理机器人传感数据，难以得到能够安全通行的方向等问题。
21、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
1.一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标机器人的环境观测信息和物理尺寸数据，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述物理尺寸数据确定目标数字滤波器，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述目标数字滤波器对所述环境观测信息进行数字滤波处理，以生成频率域中的环境滤波观测信息，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设安全方向判定条件的数学表达式为：
6.一种基于fft数字滤波的机器人安全方向计算装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行，以用于实现如权利要求1-5中任一项所述的基于fft数字滤波的机器人安全方向计算方法。
