一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机技术领域，具体涉及基于双目视觉的无人机避障方法及系统，所述方法包括下步骤，通过双目摄像机获取无人机前方的环境图象；根据所获取的环境图象识别无人机前方是否有目标对象；若存在目标对象，则基于无人机当前的姿态信息以及根据环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物；若目标对象中存在障碍物，则基于目标深度值获取无人机与障碍物间的距离并根据无人机与障碍物间的距离选择避障；若目标对象仅为地面，则无人机不采取避障措施。本发明专利技术所提供的基于双目视觉的无人机避障方法及系统，实现了低空飞行环境中有效区别障碍物与地面的功能，避免在飞行中将地面误当做障碍物而频繁出现悬停现象。

An unmanned aerial vehicle (UAV) obstacle avoidance method and system based on binocular vision

The present invention relates to the field of UAV technology, in particular to free and obstacle avoidance method of man-machine system based on binocular vision, the method comprises the steps of obtaining environmental image, UAV ahead through the binocular camera; according to the recognition of the acquired image of the UAV in front of whether the target object; if there is no object, attitude information according to the current environment and human image acquired the target object based on depth value, determine whether there are obstacles in front of the target object; the obstacle if the target object, is based on the depth of the target value for UAV and obstacle distance according to the UAV and the obstacle and the distance between the choice of obstacle avoidance; if the target the object is only the ground, it does not take the UAV obstacle avoidance measures. The invention provides a binocular vision based UAV obstacle avoidance method and system, which realizes the effective distinction between obstacles and the ground in low altitude flight environment, and avoids frequent hover phenomenon in the flight as the ground is mistaken as obstacles.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统
本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统。
技术介绍
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机相关技术的发展及其应用场景的复杂变化，对其环境感知能力提出了更高要求，其中，无人机躲避行进航路上障碍物的能力十分重要。目前，无人机躲避障碍物的系统大多采用双目视觉进行障碍物识别，具体而言，在无人机设置双目摄像机，通过双目摄像机获得障碍物的第一图象和第二图象，再根据视差原理以及产生的立体视觉信息可以直接恢复障碍物的三维空间坐标，进而可获得目标障碍物的深度值，基于所获取的深度值得到无人机与障碍物之间的距离，然后使无人机规避障碍物。多旋翼无人机向前飞行时，需要向前下方倾斜以使旋翼拉力产生水平分量，从而实现前飞运动，但如果此时无人机处于起飞或低空飞行状态时，距离地面相对较近，安装在无人机前部的双目摄像机会检测到地面，从而将地面误判为障碍物，出现不必要的悬停。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统，能够在无人机低空飞行过程中准确识别障碍物与地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双目视觉的无人机避障方法，其特征在于，所述无人机前部设有实时拍摄的双目摄像机，所述方法包括下步骤，步骤1、通过双目摄像机获取无人机前方的环境图象；步骤2、根据所获取的环境图象识别无人机前方是否有目标对象；步骤3、若存在目标对象，则基于无人机当前的姿态信息以及根据环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物；步骤4、若目标对象中存在障碍物，则基于目标深度值获取无人机与障碍物间的距离并根据无人机与障碍物间的距离选择避障；步骤5、若目标对象仅为地面，则无人机不采取避障措施。

【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉的无人机避障方法，其特征在于，所述无人机前部设有实时拍摄的双目摄像机，所述方法包括下步骤，步骤1、通过双目摄像机获取无人机前方的环境图象；步骤2、根据所获取的环境图象识别无人机前方是否有目标对象；步骤3、若存在目标对象，则基于无人机当前的姿态信息以及根据环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物；步骤4、若目标对象中存在障碍物，则基于目标深度值获取无人机与障碍物间的距离并根据无人机与障碍物间的距离选择避障；步骤5、若目标对象仅为地面，则无人机不采取避障措施。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象深度值通过如下方法获得：所述双目摄像机获取无人机前方的环境图象包括第一图象和第二图象；所述双目摄像机的两个摄像头通过旋转矩阵、平移向量以及两个摄像头的畸变系数对第一图象和第二图象进行校正；将校正后的第一图象和第二图象进行立体匹配，得到第一图象与第二图象之间的视差图；基于所述视差图获取深度图象，根据所述深度图象提取目标对象深度值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的姿态信息为设于无人机上的姿态传感器所获取的无人机俯角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：步骤31、若无人机当前俯角的角度值小于双目摄像机垂直方向上视场角的角度值的一半，则前方目标对象为障碍物；步骤32、若无人机当前俯角的角度值大于双目摄像机垂直方向上视场角的角度值的一半，则基于环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤32中根据所获取的目标对象深度值判断前方目标对象中是否存在障碍物具体为：垂直方向上视场角等分，视场角范围内由上到下识别出目标对象所对应的深度值r1、r2、r3...rn，每个深度值对应于基准视角为α1、α2、α3....αn，各基准视场角所对应的计算角为其中，θ<0,αn∈(-25,25)；各基准视角所对应的对比视角为β1、β2、β3....βn，对比视角对应的深度值分别为r’1、r’2、r’3....r’n，各对比视角所对应的计算角为φ1、φ2、φ3....φn，φn＝-θ-βn,则βn＝-θ-...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹亮亮，王国胜，李少斌，张羽，
申请(专利权)人：上海拓攻机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31