[發(fā)明專利]飛行系統(tǒng)中用于避障的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880047387.2
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN110891862B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;蘇憲;王兆喆;孫偉;張通;王孟秋
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳零零無限科技有限公司
• 主分類號: B64U20/87
• 分類號: B64U20/87;G05D1/08;B64D47/08;H04N23/50;H04N23/695
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務(wù)所 11602
• 代理人: 王菲;吳麗麗

飛行系統(tǒng)(12)包括本體(20)、聯(lián)接到所述本體(20)的升力機(jī)構(gòu)(40)、處理系統(tǒng)(22)和至少一個攝像機(jī)(52A、52B)。所述飛行系統(tǒng)(12)還包括第一馬達(dá)(90)和第二馬達(dá)(92)，所述第一馬達(dá)被配置為使所述至少一個攝像機(jī)(52A、52B)圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)，所述第二馬達(dá)被配置為使所述至少一個攝像機(jī)(52A、52B)圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)。所述處理系統(tǒng)(22)被配置為確定所述飛行系統(tǒng)(12)的行進(jìn)方向，并且使所述第一馬達(dá)(90)和所述第二馬達(dá)(92)自動地將所述至少一個攝像機(jī)(52A、52B)圍繞所述第一軸線和所述第二軸線定向，使得所述至少一個攝像機(jī)(52A、52B)自動地面向所述飛行系統(tǒng)(12)的行進(jìn)方向。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2017年8月10日提交的序列號為62/543,671的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該美國臨時專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用被并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請總體上涉及飛行系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種用于在飛行系統(tǒng)中提供深度感測和障礙物回避的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

深度感測和障礙物回避是朝向建立完全自主飛行機(jī)器人的關(guān)鍵步驟。目前存在的無人機(jī)已經(jīng)證明了使用聲納、接近傳感器、激光掃描測距儀、基于飛行時間的傳感器、基于結(jié)構(gòu)光的傳感器或立體攝像機(jī)對，以朝向一個特定方向(向前/向下)進(jìn)行深度感測，或使用面向不同方向的多個深度傳感器(例如立體攝像機(jī)對)，以便在更多方向上嘗試障礙物回避。然而，這種方法的根本缺陷在于，與汽車或船舶不同，旋翼式無人機(jī)(例如四軸飛行器等)能夠在所有方向上行駛。立體視覺對只能覆蓋有限范圍的傳動角。使用蠻力來堆疊多個立體視覺對是非常低效的，并且由于缺乏用于深度感測的全覆蓋(360度)水平視場角而仍然無法實現(xiàn)障礙物回避。現(xiàn)有的另一種嘗試是使用廣角鏡頭或折反射鏡頭來捕獲全向視頻信息，然后使用如運(yùn)動結(jié)構(gòu)(SFM)或視覺慣性測距(VIO)的技術(shù)來實現(xiàn)單個攝像機(jī)深度感測。這種方法依靠非常精確的SFM/VIO來獲得可用的絕對深度信息。這種方法也容易受到無人機(jī)幾乎不斷發(fā)生的系統(tǒng)的振動和角度運(yùn)動的影響。

另外，期望實現(xiàn)無人飛行運(yùn)載器的全向障礙物回避。當(dāng)前的技術(shù)是使用固定的雙目攝像機(jī)，以便無人飛行運(yùn)載器能夠在與雙目攝像機(jī)相同的方向上感測障礙物。例如，DJIMavic?Air具有前置雙目、后置雙目和下置雙目，因此它能夠在向前或向后飛行時回避障礙物，但在向左或向右飛行時則不能實現(xiàn)障礙物回避。Skydio?R1能夠?qū)崿F(xiàn)全向障礙物回避，但它具有四對雙目攝像機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的飛行系統(tǒng)和用于控制該飛行系統(tǒng)的系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性飛行系統(tǒng)的圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性光學(xué)系統(tǒng)的圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的飛行系統(tǒng)的第二示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的飛行系統(tǒng)和用于控制該飛行系統(tǒng)的系統(tǒng)的第三示意圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括障礙物檢測與回避系統(tǒng)的飛行系統(tǒng)的示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖6障礙物檢測與回避系統(tǒng)的傳感器殼體的框圖。

圖8是包括圖6障礙物檢測與回避系統(tǒng)的飛行系統(tǒng)的側(cè)視圖。

圖9是圖8的飛行系統(tǒng)的俯視圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的可旋轉(zhuǎn)雙目攝像機(jī)系統(tǒng)的立體圖。

圖11是圖10的可旋轉(zhuǎn)雙目攝像機(jī)系統(tǒng)的分解圖。

圖12是圖10的可旋轉(zhuǎn)雙目攝像機(jī)系統(tǒng)在第一級彈起可操作位置上的局部立體圖。

圖13是圖10的可旋轉(zhuǎn)雙目攝像機(jī)系統(tǒng)在第二級彈起可操作位置上的局部立體圖。