[发明专利]无人机全景障碍感知方法、装置、设备及存储介质

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种无人机全景障碍感知方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来，无人机作为一种新兴的应用平台，伴随着先进机器人技术的引入加快了无人机迈向智能化的步伐，为无人机在诸多领域的应用创造了无限可能。其中微型无人机因其体积小、机动性强、操作灵活、成本低等特点而在侦察、环境等军用和民用领域得到了广泛地应用，特别是在人员搜救任务中的应用前景十分广阔。相对于传统的人工搜救方法，微型无人机在效率和可靠性上有着无以比拟的天然优势，具体表现在微型无人机可进入救援人员因环境本身存在危险性和复杂性而无法进入的区域执行人员搜救任务。此外，由于无人机可在短时间内针对较大区域范围内的信息进行搜集，在一定程度上保证了信息获取的实时性，这一点在人员搜救任务中尤为重要。

无人机在执行人员搜救任务中面临着诸多亟待解决的问题，首当其冲的就是障碍物检测问题。值得注意的是，障碍物检测结果的有效性与否直接关乎无人机的飞行安全，乃至可能衍生出一系列生命、财产安全问题，因此障碍物的有效检测是确保无人机顺利执行人员搜救任务的重要前提。

在不确定环境中的无人机自主导航需要多个同类或异类传感器组合来感知所在空间的多方面结构信息。视觉导航具有信息丰富、成本低等特点，但摄像机所获得的二维图像信息难以构造立体的空间模型，在较复杂环境下难以准确识别障碍物。而超声波传感器可以弥补视觉传感器的不足，提供障碍物的距离信息，但超声波传感器本身存在误差且无法得到目标准确方向，导致无人机的障碍感知能力差。

目前，基于视觉的环境障碍物检测可使用单目视觉或双目视觉。单目视觉使用一台机载摄像机，所获取飞行图像是二维的，在图像投影过程中会丢失飞行环境的三维信息。并且由于工作环境的复杂性、自身状态的不确定性和单一传感器的局限性，独立使用任何一种传感器仅能获得环境信息的部分特征，难以使系统正确了解外部环境状况。另外，单一传感器无法克服其自身观察范围偏窄的缺陷，还受到自身性能的影响，采集到的信息往往是不完善的，甚至是错误的。若采用上述单信息源的检测装置进行障碍物检测，将不能准确地检测到前方的所有障碍物，经常会出现检测失灵的情况。现有的基于双目视觉传感器的障碍物探测系统存在两个视觉传感器的共视范围小，易出现多义性的缺陷，实时性差等不足，也无法满足无人机执行任务时所处自然环境中的导航应用需求。

例如，申请号为201520820313.1的技术方案中，使用双目视觉传感器实现障碍物检测，完成自主避障功能，该系统充分考虑了双目视觉的优势，即双目视觉可以模仿人的眼睛和人类立体视觉感知的过程，但是单一的双目视觉进行障碍物检测存在共视范围小，易出现多义性，实时性差等缺陷。例如，申请号为201510565953.7的技术方案中，使用测角装置和测距装置完成障碍物检测，实现全方位避障功能，此系统采用红外线传感器作为距离传感器，可以近距离实时检测的障碍物信息，但是精度低，受光线影响严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机全景障碍感知方法、装置、设备及存储介质，旨在解决由于现有技术无法提供一种稳定性高、功耗低、双目共视范围大且实时性好的有效进行无人机全景障碍感知方法，导致障碍感知的实时性不高、准确性较低的问题。

一方面，本发明提供了一种无人机全景障碍感知方法，所述方法包括下述步骤：

无人机的双目视觉系统获取所述无人机飞行环境的视觉信息，并对所述获取到的视觉信息进行处理，以获取障碍物的视觉信息；

所述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；

所述无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的视觉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。

另一方面，本发明提供了一种无人机全景障碍感知装置，所述装置包括：

视觉获取单元，用于无人机的双目视觉系统获取所述无人机飞行环境的视觉信息，并对所述获取到的视觉信息进行处理，以获取障碍物的视觉信息；

距离获取单元，用于所述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；以及

障碍物感知单元，用于所述无人机的信息融合处理器对所述获取到的障碍物的视觉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。

另一方面，本发明还提供了一种无人机全景障碍感知设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如一种无人机全景障碍感知方法所述方法的步骤。