一种基于三维视觉的无人机感知系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于三维视觉的无人机感知系统，包括：视觉获取单元，用于无人机的视觉系统获取所述无人机飞行环境的图像信息，并对所述获取到的图像信息进行处理，以获取障碍物的图像信息；距离获取单元，用于无人机的环形感知器获取所述无人机到所述障碍物的距离信息；三维地形构建单元，用视觉获取单元获得的图像信息构建三维空间坐标图的深度通道，得到该图像的障碍物深度图；障碍物感知单元，用于无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的图像信息和所述距离信息进行融合，获取对所述障碍物的感知信息，并对图像信息进行障碍物检测与识别，得到障碍物在图像中的像素位置、像素尺寸与障碍物种类信息。像素尺寸与障碍物种类信息。像素尺寸与障碍物种类信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维视觉的无人机感知系统


[0001]本专利技术涉及一种基于三维视觉的无人机感知系统。

技术介绍

[0002]基于视觉的飞行环境中障碍物感知应用可使用单目或双目视觉，其中双目视觉可获得较单目视觉更高的精度，而应用较为广泛。单目视觉使用一台机载摄像机获取飞行图像，然而飞行环境的三维信息会在图像投影过程中丢失，虽可利用多帧图像或离线训练的方法还原环境的深度信息，但处理过程复杂，导致机载嵌入式处理器难以实现实时处理，目前只能做到将图像传回地面站解算后再返回无人机的方式进行障碍物规避控制。而双目视觉基于视差原理，其产生的立体视觉信息可以直接恢复目标环境的三维坐标，进而可获得环境的深度信息，对于未知飞行环境中的障碍物及潜在碰撞的检测具有重要的实用意义。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本专利技术的目的就是要克服上述缺点，旨在提供一种基于三维视觉的无人机感知系统。
[0005](二)技术方案
[0006]为达到上述目的，本专利技术的基于三维视觉的无人机感知系统，包括：
[0007]视觉获取单元，用于无人机的视觉系统获取所述无人机飞行环境的图像信息，并对所述获取到的图像信息进行处理，以获取障碍物的图像信息；
[0008]距离获取单元，用于无人机的环形感知器获取所述无人机到所述障碍物的距离信息；
[0009]三维地形构建单元，用视觉获取单元获得的图像信息构建三维空间坐标图的深度通道，得到该图像的障碍物深度图；
[0010]障碍物感知单元，用于无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的图像信息和所述距离信息进行融合，获取对所述障碍物的感知信息，并对图像信息进行障碍物检测与识别，得到障碍物在图像中的像素位置、像素尺寸与障碍物种类信息。
[0011]进一步，所述环形感知器绕所述无人机的中轴旋转一周，并同时通过环形感知器上的超声波传感器阵列依次发射超声波束进行全景障碍扫描。
[0012]进一步，包括图像校正单元，用于获取所述无人机的两路同步图像，对所述两路同步图像进行校正。
[0013]进一步，包括距离获取子单元，用于对所述高置信度障碍方位进行视觉扫描与超声波扫描，并对所述扫描得到的多模态信息加以融合，根据所述融合结果获取所述无人机到所述障碍物的距离信息。
[0014](三)有益效果
[0015]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：实现了无人机对所在飞行环
境中存在的障碍物进行有效避障的功能，且本专利技术可行性好，实时性高且算法复杂度低，同时具有较好的鲁棒性，可以有效防止噪声的影响，进而准确获取障碍物的种类、尺寸、形状及运动状态等信息，实现无人机对障碍物的有效避障功能。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的基于三维视觉的无人机感知系统的结构框图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0018]如图1所示，本专利技术的基于三维视觉的无人机感知系统，包括：视觉获取单元，用于无人机的视觉系统获取所述无人机飞行环境的图像信息，并对所述获取到的图像信息进行处理，以获取障碍物的图像信息；
[0019]距离获取单元，用于无人机的环形感知器获取所述无人机到所述障碍物的距离信息；
[0020]三维地形构建单元，用视觉获取单元获得的图像信息构建三维空间坐标图的深度通道，得到该图像的障碍物深度图；
[0021]障碍物感知单元，用于无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的图像信息和所述距离信息进行融合，获取对所述障碍物的感知信息，并对图像信息进行障碍物检测与识别，得到障碍物在图像中的像素位置、像素尺寸与障碍物种类信息。
[0022]所述环形感知器绕所述无人机的中轴旋转一周，并同时通过环形感知器上的超声波传感器阵列依次发射超声波束进行全景障碍扫描。
[0023]包括图像校正单元，用于获取所述无人机的两路同步图像，对所述两路同步图像进行校正。
[0024]进包括距离获取子单元，用于对所述高置信度障碍方位进行视觉扫描与超声波扫描，并对所述扫描得到的多模态信息加以融合，根据所述融合结果获取所述无人机到所述障碍物的距离信息。
[0025]本专利技术的基于三维视觉的无人机感知系统，实现了无人机对所在飞行环境中存在的障碍物进行有效避障的功能，且本专利技术可行性好，实时性高且算法复杂度低，同时具有较好的鲁棒性，可以有效防止噪声的影响，进而准确获取障碍物的种类、尺寸、形状及运动状态等信息，实现无人机对障碍物的有效避障功能。
[0026]综上所述，上述实施方式并非是本专利技术的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本专利技术的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本专利技术的技术范畴。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维视觉的无人机感知系统，其特征在于：包括：视觉获取单元，用于无人机的视觉系统获取所述无人机飞行环境的图像信息，并对所述获取到的图像信息进行处理，以获取障碍物的图像信息；距离获取单元，用于无人机的环形感知器获取所述无人机到所述障碍物的距离信息；三维地形构建单元，用视觉获取单元获得的图像信息构建三维空间坐标图的深度通道，得到该图像的障碍物深度图；障碍物感知单元，用于无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的图像信息和所述距离信息进行融合，获取对所述障碍物的感知信息，并对图像信息进行障碍物检测与识别，得到障碍物在图像中的像素位置、像素尺寸与障碍物种类信...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟铭，唐水亮，董志岩，姚永明，周文纳，胡林强，王辉，桂玉宝，卢方毅，
申请(专利权)人：浙江大年科技有限公司，
类型：发明
国别省市：