【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机，具体涉及一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法、装置和设备。
技术介绍
1、四旋翼无人机以其体积小，灵活度高的特点被广泛的用于自主巡检，目标跟踪和区域勘测等领域。在未知环境中的无人机飞行需要通过自身传感器采集周围的空间信息，实时构建区域地图并规划合理的飞行路径。保证自身可以高效且安全的飞行到指定地点完成目标任务。区域空旷场景下的路径规划方法已经得到了较为充分的研究。然而在室内的环境障碍物更加密集和复杂，例如室内门穿越场景时仍没有达到较好的算法。狭窄的门会给无人机的路径规划算法带来很大的挑战，当无人机的感受视野被侧开门所挡住而无法感知到门后的通道时时会变得更加困难。无人机此时无法提前预测出一条安全的穿越轨迹，而当无人机可以看到门后区域再进行轨迹重规划则会因为自身惯性导致轨迹来不及调整，进而发生碰撞甚至炸机等问题。
2、北京理工大学在其申请的专利文献“一种基于先验人工势场的无人机轨迹避障方法”(专利申请号：cn202310940050.7，申请公布号：cn117111631a)中提出了一种利用改进的人工势场进行无人机避障的方法。该方法的具体步骤是：首先，根据先验信息设置势场模型，之后通过势场模型进行路径规划获得无人机姿态角和角度偏移量，再通过角度偏移量约束无人机当前状态，并重新对下一时刻的无人机位置进行规划，重复以上步骤直至无人机到达目标点。该方法通过姿态角使得产生的轨迹更加平滑，提高了飞行的稳定性。但是，该专利技术方法缺乏对环境自主感知的建图模块，人工势场的建立需要地图的先验信息，面对未知
3、北京卓翼智能科技有限公司在申请的专利文献“基于改进a星算法的无人机路径规划方法和装置”(专利申请号：cn202311374352.9，申请公布号：cn 117109597 a)中提出一种通过改进a星算法规划无人机飞行路径的方法。该方法包括四个模块：初始化模块，识别模块，加权模块和规划模块。采用初始化模块构建三维栅格地图并初始化a星算法，通过识别模块标记障碍物，利用加权模块对识别到的障碍物生成权重系数，修改a星算法的评价函数，最后利用规划模块进行无人机路径规划。该方法改进了传统a星算法无法保证全局最优的情况，但是该方法产生的路径为几何路径不符合无人机的动力学约束，且该算法没有充分利用环境的语义信息，无法对未知环境进行预测。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法、装置和设备。本专利技术技术方案如下：
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法，包括：
3、获取无人机运动方向上对应的rgb图像和深度图像；
4、确定rgb图像中是否存在目标对象，如果存在目标对象，则将目标对象投影至目标二维平面中，得到投影结果；
5、根据投影结果，确定目标对象对应的虚拟走廊；
6、基于混合a*算法和b样条曲线算法，根据rgb图像和深度图像，确定无人机对应的预选飞行路线；
7、确定预选飞行路线与虚拟走廊之间是否存在交集，若存在交集，则根据虚拟走廊和投影结果，重新规划无人机的飞行线路。
8、第二方面，本专利技术提供了一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划装置，其特征在于，包括：
9、获取模块，用于获取无人机运动方向上对应的rgb图像和深度图像；
10、确定模块，用于确定rgb图像中是否存在目标对象，如果存在目标对象，则将目标对象投影至目标二维平面中，得到投影结果；
11、确定模块，还用于根据投影结果，确定目标对象对应的虚拟走廊；
12、确定模块，还用于基于混合a*算法和b样条曲线算法，根据rgb图像和深度图像，确定无人机对应的预选飞行路线；
13、确定模块，还用于确定预选飞行路线与虚拟走廊之间是否存在交集，若存在交集，则根据虚拟走廊和投影结果，重新规划无人机的飞行线路。
14、第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
15、存储器，用于存放计算机程序；
16、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面所提供的方法。
17、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面所提供的方法。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术提供的基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法、装置和设备，通过获取无人机运动方向上对应的rgb图像和深度图像；确定rgb图像中是否存在目标对象，如果存在目标对象，则将目标对象投影至目标二维平面中，得到投影结果；根据投影结果，确定目标对象对应的虚拟走廊；基于混合a*算法和b样条曲线算法，根据rgb图像和深度图像，确定无人机对应的预选飞行路线；确定预选飞行路线与虚拟走廊之间是否存在交集，若存在交集，则根据虚拟走廊和投影结果，重新规划无人机的飞行线路，能够通过虚拟走廊划定门后安全区域，保证了无人机在通过狭窄门缝时不会发生碰撞甚至炸机等事故，并且不会损失无人机的飞行效率。
20、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述RGB图像中是否存在目标对象，如果存在所述目标对象，则将所述目标对象投影至目标二维平面中，得到投影结果，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影结果，确定所述目标对象对应的虚拟走廊，包括：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟走廊和所述投影结果，重新规划所述无人机的飞行线路，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的坐标变换公式的表达式为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标对象所在的检测框所对应的像素坐标集合和预设的坐标变换公式，确定所述目标对象在世界坐标系XYZ中的坐标，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述相应位置所述目标对象所在的检测框所对应的X轴坐标，确定所述目标对象在世界坐标系XYZ中的坐标，包括：
8.一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于目标检测和虚拟走廊的无人机运动规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述rgb图像中是否存在目标对象，如果存在所述目标对象，则将所述目标对象投影至目标二维平面中，得到投影结果，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影结果，确定所述目标对象对应的虚拟走廊，包括：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟走廊和所述投影结果，重新规划所述无人机的飞行线路，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的坐标变换公式的表达式为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标对象...
【专利技术属性】
技术研发人员：张景森，侯彪，袁星，李哲瀚，黄锐，焦李成，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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