[發明專利]一種用于飛行器空間全向避障方法及系統

有效

• 申請號: 202110371121.7
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113093806B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 趙薈文;張圣超;何旭東
• 申請（專利權）人: 涵渦智航科技（玉溪）有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 尉月麗

1.一種用于飛行器空間全向避障的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、采集一組魚眼雙目攝像頭的圖像；

步驟2、將步驟1采集到的雙目圖像輸入到計算深度的深度學習網絡模型，輸出預測深度圖

步驟3、將步驟1采集到的雙目圖像輸入到深度立體匹配計算模塊，輸出真實深度圖d(x,y)；

步驟4、計算匹配損失loss，迭代優化深度學習網絡模型，使得匹配損失最小化；

步驟5、重復步驟1至步驟4，直到匹配損失loss小于閾值ε；

步驟6、根據空間關系，將步驟2 輸出的預測深度圖中每一個點投影到3維空間中，輸出3維點云P；

步驟7、對每一組雙目圖像按照步驟2至步驟6操作，輸出多組點云P1、P2…Pn，將得到的多組點云進行3維拼接，輸出飛行器所在局部空間的全向點云信息；

步驟8、使用飛行器所在局部空間的點云進行3維路徑規劃，避開有障礙的空間位置，輸出飛行軌跡；

步驟9、飛行控制系統按照收到的飛行軌跡進行飛行控制；

步驟4中所述的匹配損失的計算公式為：

其中是差異函數，用于表征d(i,j)和之間的差異程度；當時，匹配損失loss的計算公式為其中W是圖像寬度，H是圖像高度；

所述魚眼雙目攝像頭的數量為三組，第一組攝像頭安裝在機頭上方的位置和機尾上方的位置；第二組攝像頭安裝在機身底部，與機身上方的攝像頭安裝位置完全對稱；第三組攝像頭安裝在機頭正前方。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟6中還包括設置最大空間深度閾值Zmax。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟6中所述的空間關系的公式為：Z為對應空間點到相機光心連線的垂直的距離，即空間深度；b 為兩個相機光心之間的距離，d為兩個光心與障礙物連線與焦距所在平面的交點間距，f發為相機的焦距，設定兩個相機的焦距相同，b、f可由標定獲得，為定值。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的設置最大空間深度閾值Zmax，用于限制3維空間建圖的有效范圍，在計算過程中將空間深度Z超過Zmax的點舍棄。