用于无人机的避障方法和避障装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了用于无人机的避障方法和避障装置。该方法的一具体实施方式包括：获取双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；对第一图像和第二图像进行立体匹配，生成视差图；基于不同的预设距离，在视差图上生成不同尺寸的搜索区域，不同的预设距离是预先设定的、小于无人机的最大测量距离的距离；基于不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与无人机之间的距离；基于所确定的距离调整无人机的行进方向。该实施方式提高了双目视觉测距的速度。

Obstacle Avoidance Method and Device for UAV

【技术实现步骤摘要】
用于无人机的避障方法和避障装置
本申请实施例涉及计算机
，具体涉及用于无人机的避障方法和避障装置。
技术介绍
随着无人机技术的发展，无人机应用的环境越来越复杂，对无人机感知环境、躲避障碍物的要求也越来越高。因此，避障技术成为未来无人机实现自动化、智能化的关键技术。目前，一般通过测定障碍物与无人机之间的距离，来控制无人机规避障碍物。现有的测距方法可包括：超声波测距、红外传感器测距、TOF(TimeofFlight，飞行时间)技术测距、双目视觉测距等等。其中，双目视觉测距是利用障碍物在左右两幅视图上成像的坐标(例如，横向坐标)之间存在的差异(即，视差(disparity))与障碍物到成像平面的距离存在着反比例的关系，来确定障碍物与无人机之间的距离。
技术实现思路
本申请实施例提出了用于无人机的避障方法和避障装置。第一方面，本申请实施例提供了一种用于无人机的避障方法，无人机包括双目摄像组件，该方法包括：获取双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；对第一图像和第二图像进行立体匹配，生成视差图；基于不同的预设距离，在视差图上生成不同尺寸的搜索区域，不同的预设距离是预先设定的、小于无人机的最大测量距离的距离；基于不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与无人机之间的距离；基于所确定的距离调整无人机的行进方向。在一些实施例中，基于不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与无人机之间的距离，包括：从不同尺寸的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，执行搜索操作：从视差图中提取当前搜索区域的图像；在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，响应于确定的比值大于等于预设比值，将当前搜索区域对应的预设距离确定为障碍物与无人机之间的距离。在一些实施例中，基于不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与无人机之间的距离，还包括：响应于确定的比值小于预设比例，从未被选取的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，重新执行搜索操作。在一些实施例中，在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，包括：将所提取的图像转换为直方图；确定直方图中的像素总数以及直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数；将直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与直方图中的像素总数的比值确定为所提取的图像中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值。在一些实施例中，基于不同的预设距离，在视差图上生成不同尺寸的搜索区域，包括：确定双目摄像组件的标定参数，标定参数包括焦距以及感光芯片的中心点在像平面的第一坐标轴和第二坐标轴上的偏移；对于每个预设距离，基于无人机的尺寸、焦距、中心点在第一坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在第一坐标轴上的坐标点；基于无人机的尺寸、焦距、中心点在第二坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在第二坐标轴上的坐标点；基于所确定的坐标点生成搜索区域。第二方面，本申请实施例提供了一种用于无人机的避障装置，无人机包括双目摄像组件，装置包括：图像获取单元，配置用于获取双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；图像匹配单元，配置用于对第一图像和第二图像进行立体匹配，生成视差图；区域生成单元，配置用于基于不同的预设距离，在视差图上生成不同尺寸的搜索区域，不同的预设距离是预先设定的、小于无人机的最大测量距离的距离；距离确定单元，配置用于基于不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与无人机之间的距离；方向调整单元，配置用于基于所确定的距离调整无人机的行进方向。在一些实施例中，距离确定单元包括：障碍搜索模块，配置用于从不同尺寸的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，执行搜索操作：从视差图中提取当前搜索区域的图像；在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，响应于确定的比值大于等于预设比值，将当前搜索区域对应的预设距离确定为障碍物与无人机之间的距离。在一些实施例中，距离确定单元还包括：重新搜索模块，配置用于响应于确定的比值小于预设比例，从未被选取的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，重新执行搜索操作。在一些实施例中，在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，包括：将所提取的图像转换为直方图；确定直方图中的像素总数以及直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数；将直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与直方图中的像素总数的比值确定为所提取的图像中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值。在一些实施例中，区域生成单元包括：标定模块，配置用于确定双目摄像组件的标定参数，标定参数包括焦距以及感光芯片的中心点在像平面的第一坐标轴和第二坐标轴上的偏移；生成模块，配置用于对于每个预设距离，基于无人机的尺寸、焦距、中心点在第一坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在第一坐标轴上的坐标点；基于无人机的尺寸、焦距、中心点在第二坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在第二坐标轴上的坐标点；基于所确定的坐标点生成搜索区域。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。本申请实施例提供的用于无人机的避障方法和避障装置，通过对双目摄像组件获取的图像进行立体匹配生成视差图，之后基于不同的预设距离在视差图上生成不同尺寸的搜索区域，而后基于不同尺寸的搜索区域确定障碍物与无人机之间的距离，最后调整无人机的行进方向，从而提高了双目视觉测距的速度。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；图2是根据本申请的用于无人机的避障方法的一个实施例的流程图；图3A是根据本申请的用于无人机的避障方法的一个应用场景的示意图；图3B为图3A所示的应用场景中的双目视觉测距的示意图；图4是根据本申请的用于无人机的避障方法的又一个实施例的流程图；图5是根据本申请的用于无人机的避障装置的一个实施例的结构示意图；图6是适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了可以应用本申请的用于无人机的避障方法或用于无人机的避障装置的实施例的示例性系统架构100。如图1所示，系统架构100可以包括无人机101和设备103。无人机101上安装有双目摄像组件102，双目摄像组件102可以通过标定后的两个摄像头采集目标环境(例如，在无人机行进方向上的目标环境)的图像。设备103与双目摄像组件102通信连接，以获取双目摄像组件102采集的图像。设备103本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机的避障方法，所述无人机包括双目摄像组件，所述方法包括：获取所述双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；对所述第一图像和所述第二图像进行立体匹配，生成视差图；基于不同的预设距离，在所述视差图上生成不同尺寸的搜索区域，所述不同的预设距离是预先设定的、小于所述无人机的最大测量距离的距离；基于所述不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与所述无人机之间的距离；基于所确定的距离调整所述无人机的行进方向。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机的避障方法，所述无人机包括双目摄像组件，所述方法包括：获取所述双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；对所述第一图像和所述第二图像进行立体匹配，生成视差图；基于不同的预设距离，在所述视差图上生成不同尺寸的搜索区域，所述不同的预设距离是预先设定的、小于所述无人机的最大测量距离的距离；基于所述不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与所述无人机之间的距离；基于所确定的距离调整所述无人机的行进方向。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与所述无人机之间的距离，包括：从不同尺寸的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，执行搜索操作：从所述视差图中提取当前搜索区域的图像；在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，响应于确定的比值大于等于预设比值，将当前搜索区域对应的预设距离确定为障碍物与所述无人机之间的距离。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述不同尺寸的搜索区域，确定障碍物与所述无人机之间的距离，还包括：响应于确定的比值小于预设比例，从未被选取的搜索区域中选取最大尺寸的搜索区域作为当前搜索区域，重新执行所述搜索操作。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述在所提取的图像中确定灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值，包括：将所提取的图像转换为直方图；确定所述直方图中的像素总数以及所述直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数；将所述直方图中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与所述直方图中的像素总数的比值确定为所提取的图像中灰度值大于预设灰度值的有效像素数与像素总数的比值。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于不同的预设距离，在所述视差图上生成不同尺寸的搜索区域，包括：确定所述双目摄像组件的标定参数，所述标定参数包括焦距以及感光芯片的中心点在像平面的第一坐标轴和第二坐标轴上的偏移；对于每个预设距离，基于所述无人机的尺寸、所述焦距、所述中心点在所述第一坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在所述第一坐标轴上的坐标点；基于所述无人机的尺寸、所述焦距、所述中心点在所述第二坐标轴上的偏移以及该预设距离，确定搜索区域在所述第二坐标轴上的坐标点；基于所确定的坐标点生成搜索区域。6.一种用于无人机的避障装置，所述无人机包括双目摄像组件，所述装置包括：图像获取单元，配置用于获取所述双目摄像组件采集的第一图像和第二图像；图像匹配单元，配置用于对所述第一图...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明轩，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，北京京东世纪贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11