可移动物体上的相机配置制造技术

本发明专利技术提供了用于障碍物检测和状态信息确定的系统和方法。在一些实施方式中，可移动物体可以携带一个或多个成像装置。所述成像装置可以布置在所述可移动物体上以便具有相对于所述可移动物体垂直朝向的视野。所述成像装置的布置可以补充或代替现有的布置方案，并且提供将成像装置布置在可移动物体上的高效、多功能且经济有效的手段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可移动物体上的相机配置
技术介绍
诸如无人飞行器(UAV)等可移动物体可以用于在众多环境中执行监视、侦察和勘探任务以供军事和民用应用。无人飞行器可由远程用户手动控制，或者能够以半自主或者全自主方式操作。这样的无人飞行器可以包括被配置成用于从周围环境收集数据的传感器以及用以在各种应用(例如，导航)中处理数据的处理器。传感器能够以多种配置布置在可移动物体上。在一些情况下，现有的用于在可移动物体上布置传感器的方法可能不太理想。例如，由传感器获取的信息可能受到其相对于可移动物体的放置的限制。传感器的功用可能受到所述传感器在可移动物体上的布置的限制。
技术实现思路
本文公开的实施方式提供了用于障碍物检测和状态信息确定的系统和方法。在许多实施方式中，成像装置可以布置在可移动物体上以便具有相对于所述可移动物体垂直朝向的视野。使用成像装置获得的图像数据可以由一个或多个处理器处理以供进一步使用。有利地，本文描述的方法可以提供改进的障碍物检测、避障、导航以及对可移动物体的状态信息的确定。因此在一个方面中，提供了一种使用可移动物体来检测障碍物的方法。所述方法包括：从由所述可移动物体携带的成像装置接收障碍物的图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野；接收所述可移动物体的姿态信息；以及经由一个或多个处理器，基于所述障碍物的所述图像数据和所述可移动物体的所述姿态信息来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。在一些实施方式中，所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。在一些实施方式中，所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。在一些实施方式中，所述多个动力单元包括多个旋翼。在一些实施方式中，所述成像装置是相机。在一些实施方式中，所述相机是单目相机。在一些实施方式中，所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野约为60度。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。在一些实施方式中，所述方法还包括在室内环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。在一些实施方式中，所述计算步骤包括区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。在一些实施方式中，在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离。在一些实施方式中，所述方法还包括在户外环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括天空的图像。在一些实施方式中，所述计算步骤包括区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。在一些实施方式中，在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。在一些实施方式中，所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的地板的图像。在一些实施方式中，所述图像数据包括与墙壁相交的所述地板的图像。在一些实施方式中，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离，其中在所述估计中应用负的角度值。在一些实施方式中，所述姿态信息由惯性测量单元(IMU)生成。在一些实施方式中，所述姿态信息包括所述可移动物体的横滚角、俯仰角或偏航角中的至少一个。在一些实施方式中，所述计算步骤包括基于所述图像数据来确定所述成像装置的所述视野中由所述障碍物占据的部分。在另一方面，提供了一种使用可移动物体来检测障碍物的系统。所述系统包括：成像装置，其由所述可移动物体携带并且被配置成用于获得障碍物的图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野；以及一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置成用于：从所述成像装置接收所述障碍物的所述图像数据；接收所述可移动物体的姿态信息；以及基于所述障碍物的所述图像数据和所述可移动物体的所述姿态信息来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。在一些实施方式中，所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。在一些实施方式中，所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。在一些实施方式中，所述多个动力单元包括多个旋翼。在一些实施方式中，所述成像装置是相机。在一些实施方式中，所述相机是单目相机。在一些实施方式中，所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野约为60度。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。在一些实施方式中，所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。在一些实施方式中，所述一个或多个处理器被配置成用于区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。在一些实施方式中，在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离。在一些实施方式中，所述可移动物体在户外环境内操作，并且所述图像数据包括天空的图像。在一些实施方式中，所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。在一些实施方式中，在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。在一些实施方式中，所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的地板的图像。在一些实施方式中，所述图像数据包括与墙壁相交的所述地板的图像。在一些实施方式中，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的距离，其中在所述估计中应用负的角度值。在一些实施方式中，所述姿态信息由惯性测量单元(IMU)生成。在一些实施方式中，所述姿态信息包括所述可移动物体的横滚角、俯仰角或偏航角中的至少一个。在一些实施方式中，所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于：基于所述图像数据来确定所述成像装置的所述视野中由所述障碍物占据的部分。在另一方面中，提供了一种使用可移动物体来检测障碍物的方法。所述方法包括：从由所述可移动物体携带的成像装置接收图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野，并且其中所述图像数据包括位于所述可移动物体的一例处的障碍物的图像数据；以及经由一个或多个处理器，基于所述障碍物的所述图像数据来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。在一些实施方式中，所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。在一些实施方式中，所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。在一些实施方式中，所述多个动力单元包括多个旋翼。在一些实施方式中，所述成像装置是相机。在一些实施方式中，所述相机是单目相机。在一些实施方式中，所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。在一些实施方式中，所述成像装置的所述视野约为60度。在一些实施方式中，所述成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用可移动物体来检测障碍物的方法，所述方法包括：从由所述可移动物体携带的成像装置接收障碍物的图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野；接收所述可移动物体的姿态信息；以及经由一个或多个处理器，基于所述障碍物的所述图像数据和所述可移动物体的所述姿态信息来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用可移动物体来检测障碍物的方法，所述方法包括：从由所述可移动物体携带的成像装置接收障碍物的图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野；接收所述可移动物体的姿态信息；以及经由一个或多个处理器，基于所述障碍物的所述图像数据和所述可移动物体的所述姿态信息来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个动力单元包括多个旋翼。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置是相机。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述相机是单目相机。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置的所述视野约为60度。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。10.根据权利要求9所述的方法，还包括在室内环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算步骤包括区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。12.根据权利要求10所述的方法，其中在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。13.根据权利要求9所述的方法，还包括在户外环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括天空的图像。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述计算步骤包括：区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。15.根据权利要求13所述的方法，其中在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的地板的图像。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述图像数据包括与墙壁相交的所述地板的图像。19.根据权利要求16所述的方法，其中基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离，其中在所述估计中应用负的角度值。20.根据权利要求1所述的方法，其中所述姿态信息由惯性测量单元(IMU)生成。21.根据权利要求1所述的方法，其中所述姿态信息包括所述可移动物体的横滚角、俯仰角或偏航角中的至少一个。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括：基于所述图像数据来确定所述成像装置的所述视野中由所述障碍物占据的部分。23.一种用于使用可移动物体来检测障碍物的系统，所述系统包括：成像装置，其由所述可移动物体携带并且被配置成用于获得障碍物的图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野；以及一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置成用于：从所述成像装置接收所述障碍物的所述图像数据；接收所述可移动物体的姿态信息；以及基于所述障碍物的所述图像数据和所述可移动物体的所述姿态信息，计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。24.根据权利要求23所述的系统，其中所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。25.根据权利要求23所述的系统，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。26.根据权利要求24所述的系统，其中所述多个动力单元包括多个旋翼。27.根据权利要求23所述的系统，其中所述成像装置是相机。28.根据权利要求27所述的系统，其中所述相机是单目相机。29.根据权利要求23所述的系统，其中所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。30.根据权利要求23所述的系统，其中所述成像装置的所述视野约为60度。31.根据权利要求23所述的系统，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。32.根据权利要求31所述的系统，其中所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。33.根据权利要求32所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置成用于：区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。34.根据权利要求32所述的系统，其中在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。35.根据权利要求31所述的系统，其中所述可移动物体在户外环境内操作，并且所述图像数据包括天空的图像。36.根据权利要求35所述的系统，其中所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于：区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。37.根据权利要求35所述的系统，其中在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。38.根据权利要求23所述的系统，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。39.根据权利要求38所述的系统，其中所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的地板的图像。40.根据权利要求39所述的系统，其中所述图像数据包括与墙壁相交的所述地板的图像。41.根据权利要求38所述的系统，其中基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离，其中在所述估计中应用负的角度值。42.根据权利要求23所述的系统，其中所述姿态信息由惯性测量单元(IMU)生成。43.根据权利要求23所述的系统，其中所述姿态信息包括所述可移动物体的横滚角、俯仰角或偏航角中的至少一个。44.根据权利要求23所述的系统，其中所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于：基于所述图像数据来确定所述成像装置的所述视野中由所述障碍物占据的部分。45.一种使用可移动物体来检测障碍物的方法，所述方法包括：从由所述可移动物体携带的成像装置接收图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野，并且其中所述图像数据包括位于所述可移动物体的一例处的障碍物的图像数据；以及经由一个或多个处理器，基于所述障碍物的所述图像数据来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。46.根据权利要求45所述的方法，其中所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。47.根据权利要求45所述的方法，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。48.根据权利要求46所述的方法，其中所述多个动力单元包括多个旋翼。49.根据权利要求45所述的方法，其中所述成像装置是相机。50.根据权利要求49所述的方法，其中所述相机是单目相机。51.根据权利要求45所述的方法，其中所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。52.根据权利要求45所述的方法，其中所述成像装置的所述视野约为60度。53.根据权利要求45所述的方法，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。54.根据权利要求53所述的方法，还包括在室内环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。55.根据权利要求54所述的方法，其中所述计算步骤包括区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。56.根据权利要求54所述的方法，其中在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。57.根据权利要求53所述的方法，还包括在户外环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括天空的图像。58.根据权利要求57所述的方法，其中所述计算步骤包括区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。59.根据权利要求57所述的方法，其中在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。60.根据权利要求45所述的方法，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。61.根据权利要求60所述的方法，还包括在室内环境内操作所述可移动物体，其中所述图像数据包括所述室内环境内的地板的图像。62.根据权利要求61所述的方法，其中所述图像数据包括与墙壁相交的所述地板的图像。63.根据权利要求60所述的方法，其中基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离，其中在所述估计中应用负的角度值。64.根据权利要求45所述的方法，其中所述障碍物位于所述可移动物体的前方、所述可移动物体的后方、所述可移动物体的左侧、所述可移动物体的右侧或它们的组合。65.根据权利要求45所述的方法，其中所述计算步骤包括：基于所述图像数据来确定所述成像装置的所述视野中由所述障碍物占据的部分。66.一种用于使用可移动物体来检测障碍物的系统，所述系统包括：成像装置，其由所述可移动物体携带并且被配置成用于获得图像数据，其中所述成像装置被配置成具有相对于所述可移动物体向上或向下朝向的视野，并且其中所述图像数据包括位于所述可移动物体的一例处的障碍物的图像数据；以及一个或多个处理器，其单独地或共同地被配置成用于：从所述成像装置接收所述图像数据；以及基于所述障碍物的所述图像数据来计算所述可移动物体与所述障碍物之间的距离。67.根据权利要求66所述的系统，其中所述可移动物体包括多个动力单元，所述动力单元被配置成用于实现所述可移动物体的移动。68.根据权利要求66所述的系统，其中所述可移动物体是无人飞行器(UAV)。69.根据权利要求67所述的系统，其中所述多个动力单元包括多个旋翼。70.根据权利要求66所述的系统，其中所述成像装置是相机。71.根据权利要求70所述的系统，其中所述相机是单目相机。72.根据权利要求66所述的系统，其中所述成像装置包括光轴，所述光轴基本上平行于所述可移动物体的垂直轴线。73.根据权利要求66所述的系统，其中所述成像装置的所述视野约为60度。74.根据权利要求66所述的系统，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向上朝向。75.根据权利要求74所述的系统，其中所述可移动物体在室内环境内操作，并且所述图像数据包括所述室内环境内的天花板的图像。76.根据权利要求75所述的系统，其中所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于区分描绘所述天花板的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。77.根据权利要求75所述的系统，其中在所述室内环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。78.根据权利要求74所述的系统，其中所述可移动物体在户外环境内操作，并且所述图像数据包括天空的图像。79.根据权利要求78所述的系统，其中所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于区分描绘所述天空的所述图像数据的部分与描绘所述障碍物的所述图像数据的部分。80.根据权利要求78所述的系统，其中在所述户外环境内，基于所述图像内的所述障碍物的视角来估计从所述可移动物体到所述障碍物的所述距离。81.根据权利要求66所述的系统，其中所述成像装置的所述视野相对于所述可移动物体向下朝向。82.根据权利要求81所述的系统，其中所述可移...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐克坦，张宏辉，赵丛，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44