[發(fā)明專利]一種基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610144953.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN105759836A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡進(jìn);蔡競(jìng)春;李金輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢卓拔科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10;H04N13/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法，其特征在于：包括

1)3D攝像頭(1)采集飛行前方3D圖像，發(fā)送給視覺分析模塊(2)；

2)視覺分析模塊(2)通過飛行控制主模塊(3)請(qǐng)求的無(wú)人機(jī)姿態(tài)信息；

3)視覺分析模塊(2)根據(jù)3D圖像信息以及無(wú)人機(jī)姿態(tài)信息對(duì)障礙物建模；

4)利用障礙物模型和無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)信息確定飛行調(diào)整路徑。

2.一種基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障裝置，其特征在于：包括

3D攝像頭(1)、視覺分析模塊(2)和飛行控制主模塊(3)；

其中，3D攝像頭(1)采集飛行前方3D圖像，發(fā)送給視覺分析模塊(2)；

視覺分析模塊(2)通過飛行控制主模塊(3)請(qǐng)求的無(wú)人機(jī)姿態(tài)信息；視覺分析模塊(2)根據(jù)3D圖像信息以及無(wú)人機(jī)姿態(tài)信息對(duì)障礙物建模，利用障礙物模型和無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)信息確定飛行調(diào)整路徑。

3.一種如權(quán)利要求1或2所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：所述3D圖像包括色彩圖像和深度圖像，所述步驟3)中視覺分析模塊(2)利用色彩圖像識(shí)別出障礙物輪廓，利用深度圖像獲取障礙物的距離。

4.一種如權(quán)利要求3所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟3)中視覺分析模塊(2)根據(jù)姿態(tài)信息重新計(jì)算所述障礙物在地球坐標(biāo)系中的大小和距離以及與無(wú)人機(jī)的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)障礙物建模。

5.一種如權(quán)利要求1或2所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟4)中將障礙物模型和無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)信息作為輸入，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和遺傳算法，輸出為最新的飛行調(diào)整路徑。

6.一種如權(quán)利要求1或2所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：確定飛行調(diào)整路徑包括判斷路徑規(guī)劃點(diǎn)間連線是否與障礙物的凸包邊界相交。

7.一種如權(quán)利要求6所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：確定規(guī)劃路徑點(diǎn)連線的邊界最小矩形框和障礙物邊界線段的邊界最小矩形框，利用兩個(gè)矩形框不相交，初步排除路徑規(guī)劃點(diǎn)間連線和障礙物邊界線段不可能相交的情況；在兩矩形框相交的情況下，利用向量叉積的方法確定路徑規(guī)劃點(diǎn)間連線和障礙物邊界線段是否相交。

8.一種如權(quán)利要求5所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或系統(tǒng)，其特征在于：在進(jìn)行遺傳算法設(shè)置時(shí)，將x軸設(shè)置為起始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的連線，然后把x軸等分成xl、x2、…xn，把遺傳算法中路徑二維XY編碼簡(jiǎn)化為一維Y編碼。

9.一種如權(quán)利要求1或2所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或裝置，其特征在于：還包括步驟5)：視覺分析模塊(2)將飛行調(diào)整路徑發(fā)送到飛行控制主模塊(3)，飛行控制主模塊(3)解構(gòu)出動(dòng)力機(jī)構(gòu)的調(diào)整參數(shù)，輸出到動(dòng)力機(jī)構(gòu)執(zhí)行；步驟6)：當(dāng)視覺分析模塊(2)沒有輸出飛行調(diào)整信息時(shí)，飛行控制主模塊(3)可根據(jù)飛行目的地自行規(guī)劃飛行路線。

10.一種無(wú)人機(jī)，包括如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的基于3D攝像頭的無(wú)人機(jī)避障方法或裝置。