CN101968354A - 基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 - Google Patents
基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101968354A CN101968354A CN 201010297566 CN201010297566A CN101968354A CN 101968354 A CN101968354 A CN 101968354A CN 201010297566 CN201010297566 CN 201010297566 CN 201010297566 A CN201010297566 A CN 201010297566A CN 101968354 A CN101968354 A CN 101968354A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- optical axis
- distance
- camera
- generating laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000007519 figuring Methods 0.000 abstract 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000012857 repacking Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法属于无人机传感器与控制领域,其特征在于,含有:机载摄像机、激光发射器和飞行控制计算机,其中,激光发射器光轴与机载摄像机光轴共面并保持固定夹角,激光发射器光轴与机身纵轴平行,飞行控制计算机通过检测激光光点在摄像机图像中的位置,以及激光发射器与机载摄像机之间的固定夹角和距离,即可由三角形公式计算出无人直升机与目标之间的距离。本发明通过识别摄像机视频中的激光光点,即可精确地计算出无人直升机相对障碍物的距离。
Description
技术领域
本发明是用于无人直升机测距的方法,能够高精度地测量无人直升机距离目标点的距离,且为无人直升机增重极少。主要应用在航空航天、无人机、机器人等技术领域。
背景技术
无人直升机在复杂环境中飞行具有较大危险性,必须不断对周围环境进行探测和测距,以避免发生碰撞甚至坠毁。常用的测距方法主要有两种:
其一,利用机载激光雷达测量距离;
其二,利用超声波测距仪测距;
以上两种方法各有弊端和不足:激光测距雷达测量精确,但价格昂贵,重量大,不适合小型无人直升机搭载;超声波价格低廉,重量轻,但其探测范围十分有限,通常不足10m。
本发明需要在机载摄像机旁,以固定角度安装一个激光发射器。利用机载摄像机、激光发射器和飞行控制计算机,构成无人直升机测距系统。通过检测激光光点在摄像机图像中的位置,即可根据三角公式计算出无人直升机与目标之间的距离。由于常规的无人直升机通常都配备有飞行控制计算机和机载摄像机。因此,本发明只需在常规无人直升机上增加激光发射器即可实现测距。其优点是测距精确,探测距离远,而且简单可靠,改装容易,增重极少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无人直升机在飞行中对周围物体进行测距的方法。
其特征在于,含有:机载摄像机、激光发射器和飞行控制计算机,其中,激光发射器光轴与机载摄像机光轴共面并保持固定夹角,激光发射器光轴与机身纵轴平行。激光遇到目标后会出现一个激光光点。飞行控制计算机通过检测激光光点在摄像机图像中的位置,即可计算出无人直升机与目标之间的距离。计算公式为:
D=(L-x)/sinθ
其中:D为无人直升机与目标之间的距离,θ为激光发射器与摄像机光轴之间的固定夹角,L为激光发射器顶端与摄像机光轴之间的距离,x为激光光点在摄像机图像平面中的纵坐标(以光轴为原点,以向下为正方向)。
由于常规的无人直升机通常都配备有飞行控制计算机和机载摄像机。因此本发明只需在常规的无人直升机上,添加一个激光发射器即可实现测距。通过识别摄像机视频中的激光光点,即可精确地计算出无人直升机相对障碍物的距离。其优点是测距精确,探测距离远,而且简单可靠,改装容易,增重极少。
附图说明
图1是基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法的原理图。
图中1.无人直升机,2.飞行控制计算机,3.激光发射器,4.机载摄像机,5.激光光轴,6.摄像机光轴,7.激光照射在目标上的激光光点,8.摄像机图像平面,9.目标。
具体实施方式
基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法的实施,需要有激光发射器(3)、机载摄像机(4)和飞行控制计算机(2)协同工作。
激光发射器光轴(5)与机载摄像机光轴(6)共面并保持固定夹角θ,激光发射器光轴(5)与机身纵轴平行。当需要测距时,激光发射器(3)向无人直升机(1)前方发射激光。当激光照射到目标(9)时,会在目标(9)上产生激光光点(7)。与此同时,该激光光点(7)被机载摄像机(4)所捕获。
机载摄像机(4)将所拍摄到的包含激光光点(7)的图像传送给飞行控制计算机(2)。飞行控制计算机(2)通过检测激光光点(7)在摄像机图像平面(8)中的位置x,以及激光发射器(3)与机载摄像机(4)之间的固定夹角θ和距离L,即可由三角形公式计算出无人直升机(1)与目标(9)之间的距离。计算公式为:
D=(L-x)/sinθ
其中:D为无人直升机(1)与目标(9)之间的距离,θ为激光发射器光轴(5)与摄像机光轴(6)之间的固定夹角θ,L为激光发射器(3)顶端与摄像机光轴(6)之间的距离L,x为激光光点(7)在摄像机图像平面(8)中的纵坐标(以激光光轴(5)与摄像机图像平面(8)的交点o为原点,以向下为正方向)。
Claims (1)
1.基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法,其特征在于,含有机载摄像机、激光发射器和飞行控制计算机,其中,激光发射器光轴与机载摄像机光轴共面并保持固定夹角,激光发射器光轴与机身纵轴平行,飞行控制计算机通过检测激光光点在摄像机图像中的位置,以及激光发射器与机载摄像机之间的固定夹角和距离,即可由三角形公式计算出无人直升机与目标之间的距离:
D=(L-x)/sinθ
其中:D为无人直升机与目标之间的距离,θ为激光发射器与摄像机光轴之间的固定夹角,L为激光发射器顶端与摄像机光轴之间的距离,x为激光光点在摄像机图像平面中的纵坐标(以光轴为原点,以向下为正方向)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010297566 CN101968354A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010297566 CN101968354A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101968354A true CN101968354A (zh) | 2011-02-09 |
Family
ID=43547545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201010297566 Pending CN101968354A (zh) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | 基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101968354A (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102445183A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-05-09 | 福建汇川数码技术科技有限公司 | 基于激光与摄像机平行实现的远程测距系统测距激光点的装置及定位方法 |
CN102785780A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 无人飞行载具控制系统及方法 |
CN104269078A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-07 | 苏州天益航空科技有限公司 | 农用植保无人机碰撞检测方法 |
WO2015165008A1 (zh) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 测量装置及无人飞行器 |
CN106104203A (zh) * | 2015-07-13 | 2016-11-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种移动物体的距离检测方法、装置及飞行器 |
CN106352848A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-25 | 金陵科技学院 | 基于多旋翼防水型无人机的弱小目标纵向精确测距方法 |
CN109143167A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 杭州海康机器人技术有限公司 | 一种障碍信息获取装置及方法 |
CN110108253A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 单目红外热像仪的测距方法、装置、设备及可读存储设备 |
CN110445465A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-11-12 | 晶科电力科技股份有限公司 | 一种光伏电站中热斑定位方法 |
WO2020216037A1 (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 控制装置、摄像装置、移动体、控制方法以及程序 |
CN115440094A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-12-06 | 南京航空航天大学 | 用于直升机近地告警的障碍物探测方法、装置和存储介质 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101614541A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-30 | 上海奈凯电子科技有限公司 | 一种基于线阵ccd的激光测距仪及其测量方法 |
-
2010
- 2010-09-29 CN CN 201010297566 patent/CN101968354A/zh active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101614541A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-30 | 上海奈凯电子科技有限公司 | 一种基于线阵ccd的激光测距仪及其测量方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
《仪器仪表学报》 20030831 杨耀权等 一种大范围激光三角测距传感器的标定方法 34-35 第24卷, 第4期 2 * |
《光电工程》 20080331 刘洵等 无人机光电载荷的研制与改进 1-4,20 第35卷, 第03期 2 * |
《石油仪器》 20010630 秦艳等 基于图象的激光测距系统 40-42 第15卷, 第03期 2 * |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102785780A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 无人飞行载具控制系统及方法 |
CN102785780B (zh) * | 2011-05-19 | 2016-06-08 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 无人飞行载具控制系统及方法 |
CN102445183A (zh) * | 2011-10-09 | 2012-05-09 | 福建汇川数码技术科技有限公司 | 基于激光与摄像机平行实现的远程测距系统测距激光点的装置及定位方法 |
WO2015165008A1 (zh) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 测量装置及无人飞行器 |
CN104269078A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-07 | 苏州天益航空科技有限公司 | 农用植保无人机碰撞检测方法 |
CN106104203B (zh) * | 2015-07-13 | 2018-02-02 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种移动物体的距离检测方法、装置及飞行器 |
WO2017008224A1 (zh) * | 2015-07-13 | 2017-01-19 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种移动物体的距离检测方法、装置及飞行器 |
CN106104203A (zh) * | 2015-07-13 | 2016-11-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种移动物体的距离检测方法、装置及飞行器 |
US10591292B2 (en) | 2015-07-13 | 2020-03-17 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Method and device for movable object distance detection, and aerial vehicle |
CN106352848A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-25 | 金陵科技学院 | 基于多旋翼防水型无人机的弱小目标纵向精确测距方法 |
CN109143167A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 杭州海康机器人技术有限公司 | 一种障碍信息获取装置及方法 |
CN110445465A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-11-12 | 晶科电力科技股份有限公司 | 一种光伏电站中热斑定位方法 |
WO2020216037A1 (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 控制装置、摄像装置、移动体、控制方法以及程序 |
CN110108253A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 单目红外热像仪的测距方法、装置、设备及可读存储设备 |
CN110108253B (zh) * | 2019-05-31 | 2022-07-12 | 烟台艾睿光电科技有限公司 | 单目红外热像仪的测距方法、装置、设备及可读存储设备 |
CN115440094A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-12-06 | 南京航空航天大学 | 用于直升机近地告警的障碍物探测方法、装置和存储介质 |
CN115440094B (zh) * | 2022-07-21 | 2023-11-07 | 南京航空航天大学 | 用于直升机近地告警的障碍物探测方法、装置和存储介质 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101968354A (zh) | 基于激光探测和图像识别的无人直升机测距方法 | |
CN101975569A (zh) | 基于激光探测和图像识别的无人直升机高度测量方法 | |
CN111912419A (zh) | 基于激光雷达的高精度语义导航地图构建方法和装置 | |
WO2018218629A1 (zh) | 一种基于激光雷达的检测方法、装置及探测设备 | |
CN102023003A (zh) | 基于激光探测和图像识别的无人直升机三维定位及测绘方法 | |
JP2023112133A (ja) | 探測設備及びそのパラメータ調整方法 | |
US9008869B2 (en) | Low-altitude altimeter and method | |
CN101968353A (zh) | 基于激光探测和图像识别的无人直升机地形跟踪方法 | |
WO2018137133A1 (en) | Systems and methods for radar control on unmanned movable platforms | |
CN202600150U (zh) | 智能化低空遥感测绘系统 | |
CN203950449U (zh) | 可自动测距避让障碍的无人机 | |
CN106526551A (zh) | 一种雷达天线动态性能测试系统及方法 | |
CN102749927A (zh) | 无人飞机自动规避障碍物的系统及其规避方法 | |
JP6447863B2 (ja) | 移動体 | |
CN110389359A (zh) | 用于地平面探测的系统和方法 | |
WO2019112514A1 (en) | Rain filtering techniques for autonomous vehicle | |
US9696123B2 (en) | Method for focusing a high-energy beam on a reference point on the surface of a flying object in flight | |
CN110134132A (zh) | 一种多无人机协同目标定位的系统和方法 | |
CN117491975A (zh) | 一种基于飞行时间原理的激光雷达光路系统 | |
CN108776344A (zh) | 一种低成本可斜射激光雷达 | |
US20190369241A1 (en) | Systems and methods for implementing a tracking camera system onboard an autonomous vehicle | |
CN110673627A (zh) | 一种森林无人机搜寻方法 | |
CN112578398A (zh) | 一种双焦平面探测识别系统及探测识别方法 | |
CN115480240A (zh) | 一种针对小型无人机的多传感器协同探测方法 | |
Hamanaka et al. | Surface-condition detection system of drone-landing space using ultrasonic waves and deep learning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20110209 |