[发明专利]一种巡视器地面导航规划控制方法

摘要

一种巡视器地面导航规划控制方法，步骤包括：序列图像拼接、三维地形恢复、地形可通过性分析、路径规划和移动策略生成。本发明基于双目立体视觉系统对巡视器进行地面导航规划控制，能够根据巡视器探测目标的位置结合实际情况选择包含探测目标的若干对图像进行处理，减少了不必要的计算，规划效率较高；提出自动降噪和人工去噪的方式对三维地形数据进行处理，提高了环境感知的准确性，有助于对巡视器的高精度导航规划控制；提出利用数据融合的方式对多组地形数据进行拼接，增大了环境感知的范围，提高了导航规划的安全性；对于配备其他敏感器进行环境感知的巡视器，本发明提出的地形可通过性分析、路径规划和移动策略生成等导航规划控制方案仍然适用。

主权项

一种巡视器地面导航规划控制方法，其特征在于实现步骤如下：（1）序列图像拼接利用巡视器上配备的一对左右相机也称为导航相机，对巡视器周围的环境以一定的角度间隔进行环拍，得到一个导航相机图像对序列，通过在序列图像中寻找相邻两幅图像间的对应关系，将序列图像拼接成一幅宽视场的二维全景图像；（2）三维地形恢复从步骤（1）的序列图像中选取包含目标的导航相机图像对，对选取出的图像对进行三维恢复，生成三维点云地形数据并进行去噪处理；如果单对导航相机图像恢复出的地形数据不能完全覆盖目标所在区域，则选择多对导航相机图像进行三维恢复，并将多个地形数据融合拼接，得到融合后的大场景三维地形；（3）地形可通过性分析基于步骤（2）得到的三维地形数据，结合巡视器自身的几何结构参数，以及巡视器的越障能力、爬坡能力和安全姿态等性能指标，从高度、坡度和粗糙度等方面对三维地形数据进行地形可通过性分析，计算该地形的适宜度，识别地形中障碍的位置和大小，从而得到表征巡视器在该地形上行驶安全性的适宜度地图；（4）路径规划基于步骤（3）得到的适宜度地图，结合步骤（1）中指定的目标位置，考虑时间、里程和安全性等因素进行路径规划，生成一条从巡视器当前位置到目标位置路径，以路径点序列表示；地面操作人员根据需要人为增加、更改或删除路径点序列中的路径点，从而得到修正后的路径规划结果；（5）移动策略生成根据步骤（4）得到的路径规划结果，考虑巡视器的几何结构参数、轮系和机构的运动参数，结合巡视器具备的运动能力，生成整器指令、直接指令或路径点跟踪指令等形式的运动控制指令，并结合三维地形数据对运动控制指令的安全性进行运动学或动力学仿真验证，确保巡视器的移动策略安全有效。