自动着陆表面地形评估以及相关的系统和方法技术方案

本文公开了自动着陆表面地形评估以及相关的系统和方法。代表性的方法包括接收使可移动物体着陆的请求，以及响应于请求，基于由可移动物体获得的着陆表面的至少一个图像，来识别着陆表面上的目标着陆区域。该方法还可以包括引导可移动物体在目标着陆区域着陆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动着陆表面地形评估以及相关的系统和方法
本技术大体上涉及自动测量或以其他方式评估着陆表面或其他目标表面的地形的设备，以及相关的系统和方法。
技术介绍
无人机(UAV)是机上没有人类飞行员操作的飞行器。无人机可以通过机外的控制人员在远程控制下操作，或者通过机载计算机自主操作。无人机的用途在军事、商业、科学、娱乐和其他应用领域迅速扩大。
技术实现思路
提供下面的概述是为了读者的方便，并且标识了所公开的技术的几个代表性实施例。根据代表性实施例的用于自动识别着陆表面特征的计算机实现的方法包括：接收使可移动物体着陆的请求；响应于所述请求，基于由所述可移动物体获得的着陆表面的至少一个图像来识别所述着陆表面上的目标着陆区域；以及引导所述可移动物体着陆在目标着陆区域。在特定实施例中，所述方法可以包括：获取与所述着陆表面的所述至少一个图像的各个像素对应的深度信息，其中所述各个像素对应于所述着陆表面的各部分。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括：生成包括各个像素的深度信息的深度图，所述深度图可以表示所述着陆表面的相应部分的高度。在前述任一个实施例中，所述至少一个图像可以包括至少两个图像，并且所述方法可以包括对所述着陆表面的所述至少两个图像执行立体匹配，以生成所述至少两个图像的匹配像素的深度信息。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括：识别所述着陆表面的所述至少一个图像的像素帧内的多个候选区域。所述方法还可以包括：针对单个候选区域，识别所述候选区域内的像素的最佳拟合平面，并且基于成本函数来确定与所述最佳拟合平面相关联的成本值。所述方法还可以包括：基于所述成本值，将所述候选区域中的至少一个选择为对应于所述目标着陆区域。在前述任一个实施例中，与最佳拟合平面相关联的成本值可以表示像素与所述最佳拟合平面的偏离度。在前述任一个实施例中，所述成本函数可以基于像素与所述最佳拟合平面的偏离值的平方和。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括：通过将最佳拟合平面的法向量与重力向量进行比较来确定所述最佳拟合平面是否倾斜，并且丢弃最佳拟合平面倾斜的候选区域。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括丢弃成本函数大于阈值的候选区域。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括(如果因为成本函数大于阈值而丢弃所有候选区域)：引导可移动物体前往另一位置，并且捕获所述另一位置处的另一着陆表面的图像。在前述任一个实施例中，所述方法可以包括调整所述成本函数以包括附近候选区域的成本函数信息。在前述任一个实施例中，所述调整成本函数的处理可以包括应用平滑函数来调整各个候选区域的成本函数。在前述任一个实施例中，平滑函数可以是高斯模糊函数。在前述任一个实施例中，所述选择处理可以包括选择各个候选区域中成本函数最低的候选区域。在前述任一个实施例中，所述确定多个候选区域的处理可以包括：用滑动窗口扫描像素帧以产生多个候选区域，其中所述滑动窗口的大小大于或等于所述可移动物体的大小。在前述任一个实施例中，单个候选区域的形状可以符合可移动物体的形状。在其他实施例中，一种代表性装置包括至少一个电机和以指令编程的控制器。所述指令在被执行时：接收使所述装置着陆的请求，并且响应于所述请求，基于由所述装置获得的着陆表面的至少一个图像来识别所述着陆表面上的目标着陆区域。所述指令还可以使用所述至少一个电机来引导所述装置着陆在所述目标着陆区域。在特定实施例中，所述装置可以是无人机(UAV)、有人驾驶飞机、自动驾驶汽车、自平衡载运工具或机器人。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以在所述装置向目标着陆区域下降时捕获着陆表面的新图像，并且可以更新深度图以包括着陆表面的新图像的各个像素的深度信息，其中各个像素对应于着陆表面的各部分。所述指令可以基于所述深度图确定当所述装置下降时所述目标着陆区域是否继续满足着陆条件。在其他实施例中，无人机(UAV)装置包括多个电机、多个螺旋桨(其中各个螺旋桨由相应的各个电机承载)、至少一个相机，以及控制器。控制器可以被以指令编程，所述指令在被执行时：基于由至少一个相机捕获的着陆表面的至少一个图像来识别着陆表面上的目标着陆区域，并且使用电机引导无人机装置在目标着陆区域着陆。在具体实施例中，所述至少一个相机可以包括两个底视相机，并且所述指令在被执行时可以使用所述两个底视相机同时捕获着陆表面的两个图像。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以在两个不同的时间点使用至少一个相机捕获着陆表面的两个图像，其中着陆表面的两个图像是从不同的视角捕获的。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以将无人机装置引导至适合进行自动地形测量的预定高度。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以确定着陆表面的至少一个图像是否是在无人机装置位于着陆表面的中心的正上方时拍摄的，以及如果着陆表面的至少一个图像不是在无人机装置位于着陆表面的中心的正上方时拍摄的，则对着陆表面的至少一个图像应用透视投影。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以引导可移动物体移动到目标着陆区域正上方的位置。在其他实施例中，一种存储有指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在被执行时：接收使可移动物体着陆的请求，并且响应于所述请求，基于由可移动物体获得的着陆表面的至少一个图像来识别着陆表面上的目标着陆区域。所述指令可以引导可移动物体在目标着陆区域着陆。在具体实施例中，所述指令在被执行时可以：当可移动物体向目标着陆区域下降时监视可移动物体的海拔高度；以及如果可移动物体的海拔高度发生扰乱性变化，则在继续下降之前稳定可移动物体的飞行姿态。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以：检测可移动物体的惯性导航系统或前视相机的状态的扰乱性变化；以及暂停可移动物体的下降，直到可移动物体的海拔高度不再发生扰乱性变化。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以：当可移动物体向目标着陆区域下降时监视可移动物体的海拔高度；以及如果可移动物体的海拔高度发生扰乱性变化，确定目标着陆区域当前不适合着陆。然后，可以引导可移动物体悬停在当前高度。在前述任一个实施例中，所述指令在被执行时可以：如果可移动物体的海拔高度在一段时间内持续发生扰乱性变化，则引导所述可移动物体上升到更高的高度。附图说明图1是根据本技术的代表性实施例的具有被配置为自动评估着陆表面的控制系统的无人机的部分示意等轴图。图2是根据本技术的实施例配置的无人机的底部的一部分的部分示意图。图3是根据本技术的代表性实施例的控制系统的部分示意图，该控制系统包括无人机上机载的、并被配置为控制无人机的第一控制器。图4A是示出根据本技术的代表性实施例的用于使可移动物体着陆的过程的规划阶段的流程图。图4B是示出根据本技术的代表性实施例的用于使可移动物体着陆的过程的下降阶段的流程图。图5是根据本技术的代表性实施例的滑动窗口和相应的候选着陆点的部分示意图。图6是示出根据本技术的代表性实施例的用于识别像素帧中对应于目标着陆点的平坦区域的过程的流程图。图7是根据本技术的代表性实施例的用于候选区域的样本高斯模糊滤波器的部分示意图。图8是根据本技术的代表性实施例的样本透视投影的部分示意图。图9是根据本技术的代表性实施例的执行上述过程的计算设备的硬件体系结构的部分示意图。具体实施方式1.概览无人机的着陆具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动识别着陆表面的特征的计算机实现的方法，包括：接收使可移动物体着陆的请求；响应于所述请求，基于由所述可移动物体获得的着陆表面的至少一个图像来识别所述着陆表面上的目标着陆区域；以及引导所述可移动物体在所述目标着陆区域着陆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于自动识别着陆表面的特征的计算机实现的方法，包括：接收使可移动物体着陆的请求；响应于所述请求，基于由所述可移动物体获得的着陆表面的至少一个图像来识别所述着陆表面上的目标着陆区域；以及引导所述可移动物体在所述目标着陆区域着陆。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：获取所述着陆表面的所述至少一个图像的各个像素的深度信息，其中所述各个像素对应于所述着陆表面的各部分。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：生成包括所述各个像素的深度信息的深度图，以表示所述着陆表面的相应部分的高度。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个图像包括至少两个图像，并且所述方法还包括：对所述着陆表面的所述至少两个图像执行立体匹配，以生成所述至少两个图像的匹配像素的深度信息。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：识别所述着陆表面的所述至少一个图像的像素帧内的多个候选区域；针对各个候选区域，识别所述候选区域内的像素的最佳拟合平面，并且基于成本函数来确定与所述最佳拟合平面相关联的成本值；以及基于所述成本值，将所述候选区域中的至少一个选择为对应于所述目标着陆区域。6.根据权利要求5所述的方法，其中与所述最佳拟合平面相关联的所述成本值表示像素与所述最佳拟合平面的偏离度。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述成本函数基于像素与所述最佳拟合平面的偏离值的平方和。8.根据权利要求5所述的方法，还包括：通过将最佳拟合平面的法向量与重力向量进行比较来确定所述最佳拟合平面是否倾斜；以及丢弃最佳拟合平面倾斜的候选区域。9.根据权利要求5所述的方法，还包括：丢弃成本函数大于阈值的候选区域。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：如果因为成本函数大于阈值而丢弃了所有候选区域，则：引导所述可移动物体前往另一位置；以及捕获所述另一位置处的另一着陆表面的图像。11.根据权利要求5所述的方法，还包括：调整所述成本函数以包括附近候选区域的成本函数信息。12.根据权利要求11所述的方法，其中，调整所述成本函数的处理包括：应用平滑函数来调整各个候选区域的成本函数。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述平滑函数是高斯模糊函数。14.根据权利要求5所述的方法，其中选择处理包括：选择各个候选区域中成本函数最低的候选区域。15.根据权利要求5所述的方法，其中确定多个候选区域的处理包括：用滑动窗口扫描像素帧以产生多个候选区域，其中所述滑动窗口的大小大于或等于所述可移动物体的大小。16.根据权利要求5所述的方法，其中，所述候选区域的形状符合所述可移动物体的形状。17.一种装置，包括：结构；由所述结构承载的至少一个电机；以及以指令编程的控制器，所述指令在被执行时：接收使所述结构着陆的请求；响应于所述请求，基于在所述结构上获得的着陆表面的至少一个图像来识别所述着陆表面上的目标着陆区域；以及使用所述至少一个电机来引导所述结构在所述目标着陆区域着陆。18.根据权利要求17所述的装置，其中所述结构包括无人机(UAV)、有人驾驶飞机、自动驾驶汽车、自平衡载运工具或机器人中的至少一部分。19.根据权利要求17所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振宇，张宏辉，周游，
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