用于无人机的障碍物探测方法、装置、无人机和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了用于无人机的障碍物探测方法、装置、无人机和存储介质。所述方法包括：根据图像数据确定光照状态；在光照状态异常的情形下，获取第一时间段内探测得到的多帧雷达点云数据；根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间；根据所述参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离。该技术方案的有益效果在于，在根据图像数据确定光照状态异常的情况下，能够快速切换到以雷达点云数据为基础的障碍物探测方式，并通过多帧雷达点云数据而非单帧雷达点云数据进行距离的确定，有效实现了在光照复杂场景下的障碍物准确探测。光照复杂场景下的障碍物准确探测。光照复杂场景下的障碍物准确探测。

【技术实现步骤摘要】
用于无人机的障碍物探测方法、装置、无人机和存储介质


[0001]本申请涉及无人机领域，具体涉及用于无人机的障碍物探测方法、装置、无人机和存储介质。

技术介绍

[0002]近年来无人机室内飞行越来越频繁，而大型室内场地往往具有光照变化明显、上方障碍物结构复杂的特点，例如，图5示出了一幅由无人机在室内拍摄的上视图，可见，无人机上方的钢梁结构复杂，并且存在着强光源。
[0003]目前常用于无人机的障碍物探测手段中，传统的红外测距，容易受光照影响，不适合应用在光照过强或过暗场景下；而传统的多目视觉在光照变化明显的情况下，由于受曝光调整影响，会导致一帧或多帧测距数据丢失。
[0004]因此，用于无人机的障碍物探测方案亟需改进。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于无人机的障碍物探测方法、装置、无人机和存储介质。
[0006]依据本申请的一个方面，提供了一种用于无人机的障碍物探测方法，包括：
[0007]根据图像数据确定光照状态；
[0008]在光照状态异常的情形下，获取第一时间段内探测得到的多帧雷达点云数据；
[0009]根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间；
[0010]根据所述参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离。
[0011]可选地，所述根据图像数据确定光照状态包括：
[0012]生成灰度图像的灰度直方图，根据所述灰度直方图确定灰度变化区间，根据所述灰度变化区间和灰度阈值确定光照状态；
[0013]和/或，
[0014]生成深度图像的深度直方图，根据所述深度直方图确定有效检测点数量，根据所述有效检测点数量和有效阈值确定光照状态。
[0015]可选地，所述灰度阈值包括过亮阈值和过暗阈值，所述根据所述灰度变化区间和光照阈值确定光照状态包括：
[0016]若所述灰度变化区间的下限值大于所述过亮阈值，则光照状态为过亮异常；
[0017]若所述灰度变化区间的上限值小于所述过暗阈值，则光照状态为过暗异常；
[0018]该方法还包括：
[0019]根据确定的光照状态相应地调整采集所述灰度图像的相机的曝光值和/或增益。
[0020]可选地，所述生成深度图像的深度直方图包括：
[0021]基于无人机的姿态和深度图像，生成无人机与指定方向上障碍物之间距离的深度
直方图。
[0022]可选地，所述根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间包括：
[0023]根据各帧点云分别确定无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的最小值，将包含多个所述最小值的最小区间作为所述参考区间。
[0024]可选地，所述根据所述参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离包括：
[0025]将所述参考区间的上限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；
[0026]或者，
[0027]根据第二时间段内各时刻的无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离所形成的线性关系，确定距离预测值；若所述距离预测值大于所述参考区间的上限值，则将所述参考区间的上限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；若所述距离预测值小于所述参考区间的下限值，则将所述参考区间的下限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；若所述距离预测值落入所述参考区间内，则将所述距离预测值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离。
[0028]可选地，该方法还包括：
[0029]根据所述无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离，确定无人机在指定方向上的安全距离，以使所述无人机在所述安全距离内飞行。
[0030]依据本申请的另一方面，提供了一种用于无人机的障碍物探测装置，包括：
[0031]光照状态单元，用于根据图像数据确定光照状态；
[0032]获取单元，用于在光照状态异常的情形下，获取第一时间段内探测得到的多帧雷达点云数据；
[0033]预测单元，用于根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间；
[0034]确定单元，用于根据所述参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍物的距离。
[0035]可选地，所述光照状态单元，用于生成灰度图像的灰度直方图，根据所述灰度直方图确定灰度变化区间，根据所述灰度变化区间和灰度阈值确定光照状态；和/或，生成深度图像的深度直方图，根据所述深度直方图确定有效检测点数量，根据所述有效检测点数量和有效阈值确定光照状态。
[0036]可选地，所述灰度阈值包括过亮阈值和过暗阈值，所述光照状态单元，用于若所述灰度变化区间的下限值大于所述过亮阈值，则光照状态为过亮异常；若所述灰度变化区间的上限值小于所述过暗阈值，则光照状态为过暗异常；
[0037]该装置还包括：
[0038]相机调整单元，用于根据确定的光照状态相应地调整采集所述灰度图像的相机的曝光值和/或增益。
[0039]可选地，所述光照状态单元，用于基于无人机的姿态和深度图像，生成无人机与指定方向上障碍物之间距离的深度直方图。
[0040]可选地，所述预测单元，用于根据各帧点云分别确定无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的最小值，将包含多个所述最小值的最小区间作为所述参考区间。
[0041]可选地，所述确定单元，用于将所述参考区间的上限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；或者，根据第二时间段内各时刻的无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离所形成的线性关系，确定距离预测值；若所述距离预测值大于所述参考区间的上限值，则将所述参考区间的上限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；若所述距离预测值小于所述参考区间的下限值，则将所述参考区间的下限值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离；若所述距离预测值落入所述参考区间内，则将所述距离预测值作为无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离。
[0042]可选地，该装置还包括：避障单元，用于根据所述无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离，确定无人机在指定方向上的安全距离，以使所述无人机在所述安全距离内飞行。
[0043]依据本申请的又一方面，提供了一种无人机，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述任一所述的方法。
[0044]依据本申请的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现如上述任一所述的方法。
[0045]由上述可知，本申请的技术方案，在根据图像数据确定光照状态异常的情形下，通过第一时间段内探测得到的多帧雷达点云数据预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间，再根据参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机的障碍物探测方法，包括：根据图像数据确定光照状态；在光照状态异常的情形下，获取第一时间段内探测得到的多帧雷达点云数据；根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间；根据所述参考区间确定无人机与指定方向上最近障碍物之间的距离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据图像数据确定光照状态包括：生成灰度图像的灰度直方图，根据所述灰度直方图确定灰度变化区间，根据所述灰度变化区间和灰度阈值确定光照状态；和/或，生成深度图像的深度直方图，根据所述深度直方图确定有效检测点数量，根据所述有效检测点数量和有效阈值确定光照状态。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述灰度阈值包括过亮阈值和过暗阈值，所述根据所述灰度变化区间和光照阈值确定光照状态包括：若所述灰度变化区间的下限值大于所述过亮阈值，则光照状态为过亮异常；若所述灰度变化区间的上限值小于所述过暗阈值，则光照状态为过暗异常；该方法还包括：根据确定的光照状态相应地调整采集所述灰度图像的相机的曝光值和/或增益。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成深度图像的深度直方图包括：基于无人机的姿态和深度图像，生成无人机与指定方向上障碍物之间距离的深度直方图。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多帧雷达点云数据，预测无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的参考区间包括：根据各帧点云分别确定无人机与指定方向上最近障碍物之间距离的最小值，将包含多个所述最小值的最小区间作为所述参考区间。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考区间确定无人机与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王包东，庞勃，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：