[发明专利]用于自动返航的系统和方法

说明书

针对穿越环境(400)的无人飞行器(UAV)(100，410)提供了基于视觉的自动返航的系统和方法。UAV(100,410)可以包括具有不同取向的多个相机(120a，120b，120c，120d，220，415)，所述相机可以捕捉不同视野(130a，130b，130c，130d)。由所述多个相机(120a，120b，120c，120d，220，415)收集的图像数据可以被存储或用于导航辅助，例如执行自动返航。所述图像数据的选定部分(例如选定的图像特征(710,720))可以被存储或用于进行自动返航。

背景技术

传统上，空中摄影采用单个相机，这致使在载运工具已经行进过的位置处采集的图像被分割。例如，飞行器可以是相机面朝前方地向北飞行，并且可以记录北面的图像。当飞行器转弯并向南返回时，面朝前方的相机可能指向南并且仅可以记录南面的图像。这些图像中的差异可能会阻止飞行器使用视觉认知来自动返航。

发明内容

需要一种可以依赖视觉认知进行自动返航的经改善的系统和方法。多个相机可以支撑在飞行器上以辅助收集可以用于自动返航的图像数据。所述多个相机可以面向不同方向以便具有不同的视野，从而获得广泛的覆盖范围，使得无论UAV的取向如何，所述UAV都可以使用所述图像数据来确定如何沿着其初始路径返航。

可能越来越需要对来自多个相机的图像进行处理和存储器存储，所述图像是在UAV行进时进行收集并评定的。为了减少系统的负担，可以存储从选定图像中选出的特征和/或将其用于辅助导航。在一些情形下，所述特征可以是可以用来引导自动返航的特征点。所述特征可以是基于其存在于或不存在于多个相机中来进行选择。存储特征的间隔可以是基于各种参数来选择。

本发明的一个方面针对一种用于控制无人飞行器(UAV)的飞行的方法，所述方法包括：使用多个图像捕捉装置来收集与所述UAV周围环境的不同视野相对应的第一组图像，在穿越飞行路径时所述多个图像捕捉装置中的每一者具有所述不同视野；在穿越所述飞行路径时从所述第一组图像中提取第一组特征点；在穿越返航路径时使用所述多个图像捕捉装置收集与不同视野相对应的第二组图像；以及通过将在所述飞行路径过程中提取的所述第一组特征点与从所述第二组图像中提取的第二组特征点进行比较来穿越所述返航路径。

另外，本发明的方面针对一种用于控制无人飞行器(UAV)的飞行的设备，所述设备包括：多个图像捕捉装置，所述多个图像捕捉装置中的每一者具有不同的视野、被配置成用于：(1)在穿越飞行路径时收集与所述UAV周围环境的不同视野相对应的第一组图像，并且(2)在穿越返航路径时收集与所述不同视野相对应的第二组图像；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于：(1)在穿越所述飞行路径时从所述第一组图像中提取第一组特征点，并且(2)通过将在所述飞行路径过程中提取的所述第一组特征点与从所述第二组图像中提取的第二组特征点进行比较来生成致使所述UAV穿越所述返航路径的信号。

根据本发明的另外多个方面，提供了一种用于控制无人飞行器(UAV)的飞行的方法。所述方法可以包括：在穿越飞行路径时收集一组图像；在穿越所述飞行路径时从该组图像中提取一组特征点；以及基于以下各项来从该组特征点中选择一个特征点子集以便存储用于导航辅助：(1)所述UAV的移动，(2)该组图像内的图像之间的重叠程度，(3)该组特征点内的特征点之间的重叠程度，或(4)关于所述特征点是否是静止的确定。

此外，本发明的多个方面可以包括一种用于控制无人飞行器(UAV)的飞行的设备，所述设备包括：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于：在穿越所述飞行路径时接收由所述UAV收集的一组图像；在穿越所述飞行路径时从该组图像中提取一组特征点；以及基于以下各项来从该组特征点中选择一个特征点子集以便存储用于导航辅助：(1)所述UAV的移动，(2)该组图像内的图像之间的重叠程度，(3)该组特征点内的特征点之间的重叠程度，或(4)关于所述特征点是否是静止的确定。