[发明专利]基于无人机的障碍物检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于无人机的障碍物检测方法，其特征在于，包括：

基于无人机的图像采集装置采集实时视觉图像信息；

根据光流算法计算所述视觉图像信息的光流，将所述光流与预设阈值进行比较以获取障碍物的第一位置数据；

基于无人机的激光雷达检测所述障碍物的距离值，并根据所述距离值计算得到所述障碍物的第二位置数据；

将所述第一位置数据与第二位置数据及进行数据拟合，以获得所述障碍物的实际位置数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据光流算法计算所述视觉图像信息的光流，将所述光流与预设阈值进行比较以获取障碍物的第一位置数据，包括：

根据金字塔LK光流算法计算所述视觉图像信息的LK光流；所述LK光流可以分解为径向光流与切向光流；

基于所述LK光流构建光流模型，根据连续两帧图像的光流模型计算所述无人机沿切向移动产生的切向光流；

根据所述LK光流与切向光流的向量差计算无人机沿径向移动产生的径向光流，比较所述径向光流与预设阈值的大小以获取障碍物的第一位置数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述LK光流构建光流模型，根据连续两帧图像的光流模型计算所述无人机沿切向移动产生的切向光流，包括：

获取无人机飞行过程中采集的连续两帧图像；

基于径向光流与图像的中点共线，根据空间中的物点在两帧图像上的坐标计算出切向光流。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述比较所述径向光流与预设阈值的大小以获取障碍物的第一位置数据，包括：

根据障碍物对无人机飞行产生影响的距离范围确定所述预设阈值；

当所述径向光流大于所述预设阈值时，则障碍物处于对无人机飞行产生影响的距离范围内；

当所述径向光流小于或等于所述预设阈值时，则障碍物处于对无人机飞行产生影响的距离范围之外。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于无人机上的激光雷达检测所述障碍物的距离值，并根据所述距离值计算得到所述障碍物的第二位置数据，包括：

基于无人机的激光雷达向障碍物发射激光光束，并接收从所述障碍物反射回的激光光束，以测得无人机与所述障碍物的距离值；

根据不同时刻测得的距离值计算得到所述障碍物的运动速度及角度，进而获得所述障碍物的第二位置数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于无人机的图像采集装置采集实时视觉图像信息之后，所述方法还包括：

根据与地面参照物的相对运动判断障碍物是静态障碍物还是动态障碍物；

当所述障碍物为静态障碍物时，通过激光雷达测量所述障碍物的距离、速度、角度和尺寸；

当所述障碍物为动态障碍物时，通过光流算法和激光雷达共同检测所述障碍物的光流大小、距离、速度、角度和尺寸。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一位置数据与第二位置数据及进行数据拟合，以获得所述障碍物的实际位置数据，包括：

确定所述第一位置数据所占的第一权重，以及所述第二位置数据所占的第二权重；

根据所述第一权重与第一位置数据的乘积加上第二权重与第二位置数据的乘积，得到所述障碍物的实际位置数据。

8.一种基于无人机的障碍物检测装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于基于无人机的图像采集装置采集实时视觉图像信息；

光流计算模块，用于根据光流算法计算所述视觉图像信息的光流，将所述光流与预设阈值进行比较以获取障碍物的第一位置数据；

激光雷达检测模块，用于基于无人机的激光雷达检测所述障碍物的距离值，并根据所述距离值计算得到所述障碍物的第二位置数据；

实际位置计算模块，用于将所述第一位置数据与第二位置数据及进行数据拟合，以获得所述障碍物的实际位置数据。