[發明專利]飛行器避障方法、裝置、可讀存儲介質和飛行器

有效

• 申請號: 201711364355.9
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN109933092B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 門春雷
• 申請（專利權）人: 北京京東乾石科技有限公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曹蓓

本申請提出一種飛行器避障方法、裝置和飛行器，領域飛行器技術領域。本申請的一種飛行器避障方法包括：利用位于飛行器上單一方向的相機獲取前進方向的圖像；根據所述圖像確定障礙物位置；根據障礙物的位置和尺寸，以及目標航路點位置、當前位置的預定直線路徑方向生成勢場；根據所述勢場規劃避障路線，其中，所述避障路線的行進方向在所述相機的視角范圍內。通過這樣的方法，能夠根據飛行器單一方向部署的相機獲取的圖像確定障礙物，規劃行進方向在相機的視角范圍內的避障路線，從而避免了后退、側移等避障動作，只需處理單方向的視覺圖像，且保證了飛行器向前的行進方向，少走彎路和減速，提高了飛行器貨物配送效率。

技術領域

本申請涉及領域飛行器技術領域，特別是一種飛行器避障方法、裝置和飛行器。

背景技術

目前，在飛行器避障領域有多種技術，包括采用超聲波、紅外、雷達等主動式傳感器，以及采用視覺傳感器等被動傳感器。

使用超聲波傳感器的信息處理簡單、速度快且易于實時控制，但是超聲波在飛行器避障的應用中，存在干擾較強、作用距離較短且測距精度不高等缺點；相比較超聲波傳感器，紅外傳感器的方向性較強、體積較小且響應速度快，但易受到光照的影響，當目標物的顏色接近透明時反射光會更弱；基于雷達測距的障礙物檢測方法能夠精確獲取物體的位置信息，具有高精度和高解析度等優點，然而對于微小型飛行器而言雷達的成本較高而且重量較重，不利于實現設備的小型化。

視覺傳感器(攝像機)具有重量輕、體積小和低成本的優點，適合在小型飛行器上使用，并且軟硬件一體化的智能攝像機產品逐步成熟，攝像機提供的視覺信息非常豐富，與超聲波傳感器和紅外傳感器相比更加可靠。

發明內容

申請人發現，現有技術中為了能夠使飛行器在遇到障礙物時安全執行后退、側移等規避動作，需要在飛行器的各個方向安裝傳感器，當遇到障礙物時從各個方向尋找避障角度。這樣的方案一方面會導致飛行器成本的增加；另一方面，后退、側移等規避動作降低了飛行器的行駛速度，降低了飛行器貨物配送效率。

本申請的一個目的在于提出一種基于視覺傳感器的飛行器避障方案，能夠降低飛行器成本，保證飛行器貨物配送效率。

根據本申請的一個實施例，提出一種飛行器避障方法，包括：利用位于飛行器上單一方向的相機獲取前進方向的圖像；根據圖像確定障礙物位置；根據障礙物的位置和尺寸，以及目標航路點位置、當前位置的預定直線路徑方向生成勢場；根據勢場規劃避障路線，其中，避障路線的行進方向在相機的視角范圍內。

可選地，相機包括雙目相機，圖像包括雙目視覺圖像；根據圖像確定障礙物位置包括：確定圖像中的障礙物；通過雙目坐標系標定確定障礙物的深度信息；基于障礙物在圖像中的尺寸和深度信息確定障礙物的尺寸。

可選地，確定圖像中的障礙物包括：將圖像分割成多個網格；對每個網格進行障礙物識別并用窗口框取；確定窗口在圖像坐標系中的位置和尺寸。

可選地，勢場包括：基于目標航路點生成的目標航路點吸引勢場；基于當前位置的預定直線路徑生成的直線路徑吸引勢場；和基于障礙物生成的障礙物排斥勢場。

可選地，避障路線包括下一目標點的位置；飛行器避障方法還包括：飛行器從當前位置沿直線行進至下一目標點。

可選地，還包括：飛行器旋轉使相機的圖像采集方向正對下一目標點。

通過這樣的方法，能夠根據飛行器單一方向部署的相機獲取的圖像確定障礙物，規劃行進方向在相機的視角范圍內的避障路線，從而避免了后退、側移等避障動作，只需處理單方向的視覺圖像，且保證了飛行器向前的行進方向，少走彎路和減速，提高了飛行器貨物配送效率。