[发明专利]自动着陆表面地形评估以及相关的系统和方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。