一种避障方法、装置和无人机制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种避障方法、装置和无人机。所述方法包括：获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。本发明专利技术实施例通过设置摄像装置至至少两个不同焦距，并获取不同焦距下的检测图像，然后根据不同焦距下的检测图像确认检测区域中是否存在障碍物，以及根据检测图像获得障碍物的位置信息。由于摄像装置变焦操作的快速性，不需要通过GPS和机载惯性器件精准获取飞机的位置和姿态信息，避免了惯性器件造成的测量干扰和定位误差，提高了计算精度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种避障方法、装置和无人机
本专利技术涉及无人飞行器
，特别涉及一种避障方法、装置和无人机。
技术介绍
在无人机自主返航或者自主飞行过程中，需采用视觉信息进行障碍物检测，障碍物检测大致可分为：单目立体视觉远距离检测和双目立体视觉近距离检测。双目立体视觉近距离检测的检测范围由左、右目图像基线长短决定，检测范围受限制。因此进行远距离障碍物检测时多采用单目立体视觉原理，依据前视双目摄像头中的左目(或者右目，以下统称为单目)进行不同位置的拍摄，获得不同视角的场景图像，进而通过匹配同一点在不同视角图像中的像素位置差获取该点的深度信息。然而，上述检测过程需要通过全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)和机载惯性器件精准获取飞机的位置和姿态信息，深度信息的计算精度直接受上述仪器的解算数据影响，飞行中往往由于机载惯性器件累积误差的存在和定位精度的不足导致图像解算结果不可靠。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种避障方法、装置和无人机，可以避免障碍物检测过程中机载惯性器件造成的测量干扰和定位误差，计算精度高。第一方面，本专利技术实施例提供了一种避障方法，用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，所述方法包括：获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。在本专利技术的一实施例中，所述位置信息包括所述障碍物与所述无人机的距离S，以及所述障碍物与所述无人机的高度差H；所述根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息，包括：计算所述障碍物与所述无人机的距离S以及所述障碍物与所述无人机的高度差H：其中，θ为所述无人机的飞行方向与水平方向的夹角，f1为所述摄像装置位于第一焦距时像平面距离光心的距离，h1为所述摄像装置位于第一焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，f2为所述摄像装置位于第二焦距时像平面距离光心的距离，h2为所述摄像装置位于第二焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，0≤θ＜90度。在本专利技术的一实施例中，所述方法还包括：根据所述障碍物的位置信息调整所述无人机的速度方向，以躲避所述障碍物。在本专利技术的一实施例中，所述根据所述障碍物的位置信息调整所述无人机的速度方向，包括：将所述无人机的速度方向向上调整方向偏角A，其中，所述方向偏角A为：其中，λ为安全系数。在本专利技术的一实施例中，所述方法还包括：调整所述摄像装置面向检测区域。在本专利技术的一实施例中，所述调整所述摄像装置面向检测区域，包括：调整所述摄像装置的视线轴与所述无人机的飞行方向保持一致。第二方面，本专利技术实施例提供了一种避障装置，用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，所述装置包括：检测图像获取模块，用于获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；障碍物确认模块，用于根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；障碍物位置获取模块，用于根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。在本专利技术的一实施例中，所述位置信息包括所述障碍物与所述无人机的距离S，以及所述障碍物与所述无人机的高度差H；所述障碍物位置获取模块，具体用于：计算所述障碍物与所述无人机的距离S以及所述障碍物与所述无人机的高度差H：其中，θ为所述无人机的飞行方向与水平方向的夹角，f1为所述摄像装置位于第一焦距时像平面距离光心的距离，h1为所述摄像装置位于第一焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，f2为所述摄像装置位于第二焦距时像平面距离光心的距离，h2为所述摄像装置位于第二焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，0≤θ＜90度。在本专利技术的一实施例中，所述装置还包括：方向调整模块，用于根据所述障碍物的位置信息调整所述无人机的速度方向，以躲避所述障碍物。在本专利技术的一实施例中，所述方向调整模块具体用于：将所述无人机的速度方向向上调整方向偏角A，其中，所述方向偏角A为：其中，λ为安全系数。在本专利技术的一实施例中，所述装置还包括：摄像调整模块，用于调整所述摄像装置面向检测区域。在本专利技术的一实施例中，所述摄像调整模块具体用于：调整所述摄像装置的视线轴与所述无人机的飞行方向保持一致。第三方面，本专利技术实施例提供了一种无人机，包括机身、与所述机身相连的机臂、设于所述机臂的动力装置以及用于获取图像的摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，所述无人机还包括：处理器；以及，与所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行如上所述的方法。在本专利技术的一实施例中，所述摄像装置为所述无人机的主摄像头。第四方面，本专利技术实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被无人机执行时，使所述无人机执行上述的方法。第五方面，本专利技术实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被无人机执行时，使所述无人机执行如上所述的方法。本专利技术实施例通过支持光学变焦的摄像装置获取至少两个不同焦距下的检测图像，然后根据至少两个不同焦距下的检测图像确认检测区域中存在障碍物，从而根据检测图像获得障碍物的位置信息。由于摄像装置光学变焦操作的快速性，不需要通过GPS和机载惯性器件精准获取飞机的位置和姿态信息，避免了惯性器件造成的测量干扰和定位误差，提高了计算精度。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本专利技术实施例提供的一种无人机的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种避障方法和装置的应用场景图；图3是本专利技术实施例提供的一种避障方法的其中一实施例的流程图；图4是本专利技术实施例提供的摄像装置在两个不同焦距下拍摄的图像的示意图；图5是本专利技术实施例中物体在两个不同焦距下的图像中的成像位置图；图6是本专利技术实施例提供的无人机在速度方向为水平方向时障碍物在两个不同焦距下的成像示意图；图7是本专利技术实施例提供的无人机在速度方向为水平方向时速度方向调整方案示意图；图8是本专利技术实施例提供的无人机在速度方向与水平方向有夹角时障碍物在两个不同焦距下的成像示意图；图9是本专利技术实施例中无人机在速度方向与水平方向有夹角时速度方向调整方案示意图；图10是本专利技术实施例提供的一种避障装置的其中一实施例的结构框图；图11是本专利技术实施例提供的一种无人机另一实施例的硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的一种无人机10的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种避障方法，用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，其特征在于，所述方法包括：获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种避障方法，用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，其特征在于，所述方法包括：获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括所述障碍物与所述无人机的距离S，以及所述障碍物与所述无人机的高度差H；所述根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息，包括：计算所述障碍物与所述无人机的距离S以及所述障碍物与所述无人机的高度差H：其中，θ为所述无人机的飞行方向与水平方向的夹角，f1为所述摄像装置位于第一焦距时像平面距离光心的距离，h1为所述摄像装置位于第一焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，f2为所述摄像装置位于第二焦距时像平面距离光心的距离，h2为所述摄像装置位于第二焦距时所述障碍物在所述像平面中心以上的成像高度，0≤θ＜90度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述障碍物的位置信息调整所述无人机的速度方向，以躲避所述障碍物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述障碍物的位置信息调整所述无人机的速度方向，包括：将所述无人机的速度方向向上调整方向偏角A，其中，所述方向偏角A为：其中，λ为安全系数。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：调整所述摄像装置面向检测区域。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整所述摄像装置面向检测区域，包括：调整所述摄像装置的视线轴与所述无人机的飞行方向保持一致。7.一种避障装置，用于无人机，所述无人机包括摄像装置，所述摄像装置支持光学变焦，其特征在于，所述装置包括：检测图像获取模块，用于获取所述摄像装置在至少两个不同焦距下的检测图像；障碍物确认模块，用于根据所述至少两个不同焦距下的检测图像确定检测区域中存在障碍物；障碍物位置获取模块，用于根据至少两个不同焦距下的所述检测图像获取所述障碍物的位置信息。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述位置信息包括所述障碍物与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张柯，臧波，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44