[發明專利]用于規劃無人機路徑的方法和裝置

有效

• 申請號: 202010730926.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111967339B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 周忠;柳晨輝;夏恩勇;閆飛虎;呂文官
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V10/25;G05D1/10;G05D1/12
• 代理公司: 北京唯智勤實知識產權代理事務所(普通合伙) 11557
• 代理人: 陳佳

本公開的實施例公開了用于規劃無人機路徑的方法和裝置。該方法的一具體實施方式包括：獲取目標區域內的點云數據；基于該點云數據，對該目標區域進行表面重建，得到重建后的目標區域；對該重建后的目標區域進行空間劃分，生成單位空間集合，其中每個單位空間包含一個空間中心；基于該空間中心集合，生成候選視點集合；對該重建后的目標區域進行采樣，得到采樣點集合；基于該候選視點集合和采樣點集合，生成第一類視點集合；選取該候選視點集合中滿足視覺顯著性檢測的候選視點，生成第二類視點集合；基于視點集合中視點之間的距離，進行局部路徑規劃，得到局部路徑信息集合；基于該局部路徑信息集合，生成全局路徑信息。

技術領域

本公開的實施例涉及計算機技術領域，具體涉及用于規劃無人機路徑的方法和裝置。

背景技術

小型無人機具有的靈活性使其能夠在復雜環境中快速安全的飛行，因此，近年來小型無人機在航拍、農業測繪等各個領域獲得了廣泛的應用，基于無人機相機拍攝的圖片數據對場景進行三維重建的工作也成為了研究的熱點。無人機飛行路徑的合理性直接影響著三維重建的質量，然而由于需要同時控制無人機的運行路徑和攝像機的視點方向，即使是非常有經驗的無人機操作員操作起來也比較困難，人工采集場景圖像存在效率低下以及掃描不充分的現象，商業軟件常用飛行路徑通常存在路徑簡單掃描不充分的問題，因此有必要對無人機在掃描場景時的路徑進行合理的規劃。同時，隨著三維點云重建技術的快速發展，僅僅通過相機拍攝的圖像,便可直接獲得所掃描三維場景的點云信息，可以充分利用對三維場景進行初始掃描獲取到的初始點云對無人機在此場景中的掃描路徑進行合理的規劃。

目前在利用點云分析結果進行無人機路徑規劃方面的工作還存在一定的空白，且存在以下問題：點云評估的重點在孔洞邊緣點的獲取上，未對場景表面特性進行分析。對無人機視點的選擇主要集中在以最少的視點覆蓋場景，視點沒有針對性。現有路徑規劃方法通常只優化路徑長度而忽略了視點方向的變化。本發明針對以上問題，提出了解決方案。

發明內容

本公開的內容部分用于以簡要的形式介紹構思，這些構思將在后面的具體實施方式部分被詳細描述。本公開的內容部分并不旨在標識要求保護的技術方案的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護的技術方案的范圍。

本公開的一些實施例提出了用于規劃無人機路徑的方法和裝置，來解決以上背景技術部分提到的技術問題。

第一方面，本公開的一些實施例提供了一種用于規劃無人機路徑的方法，該方法包括：獲取目標區域內的點云數據；基于上述點云數據，對上述目標區域進行表面重建，得到重建后的目標區域；對上述重建后的目標區域進行空間劃分，生成單位空間集合，其中每個單位空間包含一個空間中心；基于上述空間中心集合，生成候選視點集合；對上述重建后的目標區域進行采樣，得到采樣點集合；基于上述候選視點集合和采樣點集合，生成第一類視點集合；選取上述候選視點集合中滿足視覺顯著性檢測的候選視點，生成第二類視點集合；對上述第一類視點集合和上述第二類視點集合進行合并，生成合并視點集合；基于上述視點集合中視點之間的距離，進行局部路徑規劃，得到局部路徑信息集合；基于上述局部路徑信息集合，生成全局路徑信息。

第二方面，本公開的一些實施例提供了一種用于規劃無人機路徑的裝置，裝置包括：獲取單元，獲取目標區域內的點云數據；重建單元，基于上述點云數據，對上述目標區域進行表面重建，得到重建后的目標區域。劃分單元，對上述重建后的目標區域進行空間劃分，生成單位空間集合，其中每個單位空間包含一個空間中心；第一生成單元，基于上述空間中心集合，生成候選視點集合；采樣單元，對上述重建后的目標區域進行采樣，得到采樣點集合；第二生成單元，基于上述候選視點集合和采樣點集合，生成第一類視點集合；第三生成單元，選取上述候選視點集合中滿足視覺顯著性檢測的候選視點，生成第二類視點集合；合并單元，對上述第一類視點集合和上述第二類視點集合進行合并，生成合并視點集合；局部路徑規劃單元，基于上述視點集合中視點之間的距離，進行局部路徑規劃，得到局部路徑信息集合；全局路徑生成單元，基于上述局部路徑信息集合，生成全局路徑信息。