[发明专利]一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统

说明书

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及基于双目视觉的无人机避障方法及系统，所述方法包括下步骤，通过双目摄像机获取无人机前方的环境图象；根据所获取的环境图象识别无人机前方是否有目标对象；若存在目标对象，则基于无人机当前的姿态信息以及根据环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物；若目标对象中存在障碍物，则基于目标深度值获取无人机与障碍物间的距离并根据无人机与障碍物间的距离选择避障；若目标对象仅为地面，则无人机不采取避障措施。本发明所提供的基于双目视觉的无人机避障方法及系统，实现了低空飞行环境中有效区别障碍物与地面的功能，避免在飞行中将地面误当做障碍物而频繁出现悬停现象。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机相关技术的发展及其应用场景的复杂变化，对其环境感知能力提出了更高要求，其中，无人机躲避行进航路上障碍物的能力十分重要。

目前，无人机躲避障碍物的系统大多采用双目视觉进行障碍物识别，具体而言，在无人机设置双目摄像机，通过双目摄像机获得障碍物的第一图象和第二图象，再根据视差原理以及产生的立体视觉信息可以直接恢复障碍物的三维空间坐标，进而可获得目标障碍物的深度值，基于所获取的深度值得到无人机与障碍物之间的距离，然后使无人机规避障碍物。

多旋翼无人机向前飞行时，需要向前下方倾斜以使旋翼拉力产生水平分量，从而实现前飞运动，但如果此时无人机处于起飞或低空飞行状态时，距离地面相对较近，安装在无人机前部的双目摄像机会检测到地面，从而将地面误判为障碍物，出现不必要的悬停。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种基于双目视觉的无人机避障方法及系统，能够在无人机低空飞行过程中准确识别障碍物与地面，避免出现不必要的悬停，且能够有效避开飞行过程中的障碍物，提高了飞行的安全性。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：一种基于双目视觉的无人机避障方法，所述无人机前部设有实时拍摄的双目摄像机，所述方法包括下步骤，

步骤1、通过双目摄像机获取无人机前方的环境图象；

步骤2、根据所获取的环境图象识别无人机前方是否有目标对象；

本发明所指的目标对象为地面、距离无人机最近的障碍物或地面和距离无人机的障碍物，需要说明的是，在无人机避障中，地面不被认为是障碍物。

步骤3、若存在目标对象，则基于无人机当前的姿态信息以及根据环境图象所获取的目标对象深度值，判断前方目标对象中是否存在障碍物；

步骤4、若目标对象中存在障碍物，则基于目标深度值获取无人机与障碍物间的距离并根据无人机与障碍物间的距离选择避障；

步骤5、若目标对象仅为地面，则无人机不采取避障措施。

进一步地，所述目标对象深度值通过如下方法获得：

所述双目摄像机获取无人机前方的环境图象包括第一图象和第二图象；

所述双目摄像机的两个摄像头通过旋转矩阵、平移向量以及两个摄像头的畸变系数对第一图象和第二图象进行校正；

将校正后的第一图象和第二图象进行立体匹配，得到第一图象与第二图象之间的视差图；

基于所述视差图获取深度图象，根据所述深度图象提取目标对象深度值。

进一步地，所述无人机的姿态信息为设于无人机上的姿态传感器所获取的无人机俯角。

进一步地，所述步骤3具体包括：