[發明專利]基于雙目視覺的環境感知方法、裝置及無人飛行器

在審

• 申請號: 202010915758.3
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112052788A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 鄭欣
• 申請（專利權）人: 深圳市道通智能航空技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/80;G06T17/05;G06T17/20;B64D47/08
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 譚友丹

本發明實施例公開了一種基于雙目視覺的環境感知方法、裝置及無人飛行器。無人飛行器設置有五組雙目相機，五組雙目相機包括第一雙目相機、第二雙目相機、第三雙目相機、第四雙目相機以及第五雙目相機，第一雙目相機設置于無人飛行器的機身前部，第二雙目相機傾斜向上設置于無人飛行器的機身左側與機身上部之間，第三雙目相機傾斜向上設置于無人飛行器的機身右側與機身上部之間，第四雙目相機設置于無人飛行器的機身下部，第五雙目相機設置于無人飛行器的機身后部。通過上述方式，本發明實施例能夠簡化全向感知系統，同時減小感知盲區。

技術領域

本發明實施例涉及飛行器技術領域，特別是涉及一種基于雙目視覺的環境感知方法、裝置及無人飛行器。

背景技術

隨著飛行器相關技術的不斷發展，無人飛行器(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，也稱無人機成為諸多領域發展的熱點；例如，近年來，無人機在災情調查和救援、空中監控、輸電線路巡檢、航拍、航測以及軍事領域均得到了廣泛的應用。

為實現避障、剎車、路徑規劃等，無人機配備有傳感器進行環境感知，典型的傳感器包括超聲波傳感器、紅外傳感器、TOF傳感器以及視覺傳感器。其中，超聲波傳感器、紅外傳感器、TOF傳感器無法獲取飛行圖像，通常作為輔助感知手段；單目視覺傳感器(即，單目相機)雖然輸出信息豐富并且硬件成本低，但所獲取的飛行圖像是二維的，難以滿足復雜化的應用場景；而雙目視覺傳感器(即，雙目相機)基于視差原理，因其產生的立體視覺信息可以直接恢復被測量點的三維坐標，成為感知傳感器中的熱門。

然而，受限于體積或者成本，無人機僅部分方向上配備有雙目相機，無法實現全向感知；即使在無人機上配備有6組雙目相機，因部分雙目視覺傳感器易被機臂遮擋，視角較窄，也存在一定感知盲區。

發明內容

本發明實施例主要解決的技術問題是提供一種基于雙目視覺的環境感知方法、裝置及無人飛行器，能夠簡化全向感知系統，同時減小感知盲區。

為實現上述目的，本發明實施例采用的一個技術方案是：第一方面，提供一種基于雙目視覺的環境感知方法，所述方法應用于無人飛行器，所述無人飛行器設置有五組雙目相機，所述五組雙目相機包括第一雙目相機、第二雙目相機、第三雙目相機、第四雙目相機以及第五雙目相機，所述第一雙目相機設置于所述無人飛行器的機身前部，所述第二雙目相機傾斜向上設置于所述無人飛行器的機身左側與機身上部之間，所述第三雙目相機傾斜向上設置于所述無人飛行器的機身右側與機身上部之間，所述第四雙目相機設置于所述無人飛行器的機身下部，所述第五雙目相機設置于所述無人飛行器的機身后部；

所述方法包括：

通過所述五組雙目相機的每一組雙目相機獲取一組雙目視圖，并根據所述雙目視圖生成視差圖；

分別根據所述視差圖及其對應的雙目相機的內部參數，生成初始三維點云數據；

分別將所述初始三維點云數據的坐標系轉換為世界坐標系，以獲得五組世界坐標系下的三維點云數據；

根據所述五組世界坐標系下的三維點云數據構建目標場景的三維地圖。

可選地，任一雙目相機的光心連線平行于水平面，且任一雙目相機的兩光軸相互平行。

可選地，所述第二雙目相機的光軸、所述第三雙目相機的光軸與水平面的夾角均為α。

在一些實施例中，所述第二雙目相機的垂直視角H₂、所述第三雙目相機的垂直視角H₃以及所述第四雙目相機的垂直視角H₄滿足：H₂+H₃+H₄360°；