CN112313535A - 距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质 - Google Patents

距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112313535A
CN112313535A CN201980039192.8A CN201980039192A CN112313535A CN 112313535 A CN112313535 A CN 112313535A CN 201980039192 A CN201980039192 A CN 201980039192A CN 112313535 A CN112313535 A CN 112313535A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distance
radar
target
information
target point
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
Application number
CN201980039192.8A
Other languages
English (en)
Inventor
祝煌剑
王俊喜
王石荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SZ DJI Technology Co Ltd
Original Assignee
SZ DJI Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SZ DJI Technology Co Ltd filed Critical SZ DJI Technology Co Ltd
Publication of CN112313535A publication Critical patent/CN112313535A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质。方法包括:获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离,其中,第一雷达和第二雷达均设置于自主移动平台上,且第一雷达与第二雷达的类型不同;根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离。本实施例提供的技术方案,保证了自主移动平台进行作业的安全可靠性。

Description

距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及自主移动平台技术领域,尤其涉及一种距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质。
背景技术
随着科学技术的飞速发展,自主移动平台的应用领域越来越广泛,例如,以无人机为代表的飞行器可以协助进行专业航拍、农业灌溉、电力巡线、治安监控等操作。在利用无人机进行飞行作业的过程中,需要检测无人机的飞行高度,以便保证无人机的作业安全性。现有技术,大多是利用下视平板雷达、超声波传感器或者激光测距模块,探测无人机相对于下方目标点的高度。然而,这种检测方式的效率和准确性较低,进而无法保证无人机进行飞行作业的安全可靠性。
发明内容
本发明实施例提供了一种距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质。
本发明的第一方面是为了提供一种自主移动平台的距离检测方法,包括:
获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达和所述第二雷达均设置于所述自主移动平台上,且所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
根据所述第一距离和所述第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
本发明的第二方面是为了提供一种目标面信息建模方法,包括:
上述第一方面所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述方法还包括:
利用所述目标距离对所述目标点所在的目标面进行建模处理,获得与所述目标面的形状信息相对应的模型信息。
本发明的第三方面是为了提供一种自主移动平台的控制方法,包括:
上述第一方面所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述方法还包括:
利用所述目标距离对所述自主移动平台进行控制,以使所述自主移动平台与所述目标点之间保持预设距离。
本发明的第四方面是为了提供一种距离检测设备,所述距离检测设备为第一雷达或第二雷达,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达和所述第二雷达均设置于自主移动平台上,且所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
根据所述第一距离和所述第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
本发明的第五方面是为了提供一种目标面信息建模装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
上述第一方面所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述处理器还用于:
利用所述目标距离对所述目标点所在的目标面进行建模处理,获得与所述目标面的形状信息相对应的模型信息。
本发明的第六方面是为了提供一种自主移动平台的控制装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
上述第一方面所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述处理器还用于:
利用所述目标距离对所述自主移动平台进行控制,以使所述自主移动平台与所述目标点之间保持预设距离。
本发明的第七方面是为了提供一种自主移动平台,包括:
机身;
第一雷达,设置于所述自主移动平台上,用于获取第一雷达相对于目标点的第一距离;
第二雷达,设置于所述自主移动平台上,用于获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
所述第一雷达和所述第二雷达中的至少一个,还用于根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
本发明的第八方面是为了提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质为计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令用于第一方面所述的自主移动平台的距离检测方法。
本发明实施例提供的距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质,有效地保证了对自主移动平台与目标点之间的距离进行检测的可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的雷达进行扫描区域的正视图;
图2为本发明实施例提供的雷达进行扫描区域的俯视图;
图3为本发明实施例提供的一种自主移动平台的距离检测方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的获取第一雷达相对于所述目标点的第一距离的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息的流程示意图;
图6为本发明实施例提供的根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息的流程示意图;
图7为本发明实施例提供的获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离的流程示意图;
图8为本发明实施例提供的基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离的流程示意图;
图9为本发明实施例提供的根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离的流程示意图;
图10为本发明实施例提供的根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离的流程示意图一;
图11为本发明实施例提供的获取与所述第一距离相对应的第一加权因子的流程示意图;
图12为本发明实施例提供的根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子的流程示意图;
图13为本发明实施例提供的获取与所述第二距离相对应的第二加权因子的流程示意图;
图14为本发明实施例提供的根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子的流程示意图;
图15为本发明实施例提供的根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离的流程示意图二;
图16为本发明实施例提供的根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离的流程示意图三;
图17为本发明应用实施例提供的一种自主移动平台的距离检测方法的流程示意图;
图18为本发明应用实施例提供的雷达设备对目标物体进行检测的波束水平面示意图;
图19为本发明应用实施例提供的雷达设备与光栅盘之间的相对位置示意图;
图20为本发明实施例提供的一种距离检测设备的结构示意图;
图21为本发明实施例提供的一种目标面信息建模装置的结构示意图;
图22为本发明实施例提供的一种自主移动平台的控制装置的结构示意图;
图23为本发明实施例提供的一种自主移动平台的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
本实施例提供的技术方案,有效地实现了利用两种不同类型的雷达设备来获取到自主移动平台相对于目标点/目标面的目标距离,有效地解决了因雷达设备所存在的下方探测盲区而存在的数据检测不及时、准确的问题,保证了自主移动平台相对于目标点/目标面的目标距离检测的快速准确性,保证了自主移动平台进行作业的安全可靠性。
在利用雷达设备进行距离检测的过程中,因雷达设备受水平视场角(Field OfView,简称FOV)所限,雷达设备的下方会存在一定探测盲区,如图1-图2所示,并且,探测盲区的大小可以随着雷达设备相对于下方物体/地面的距离的增大而增大。由于探测盲区的存在,对自动驾驶车辆、无人飞行器、自主作业机器人等的作业产生巨大的安全威胁。
具体应用时,可以通过雷达设备探测雷达与障碍物之间的相对距离,探测过程可以包括:在雷达设备对某一预设区域进行扫描的过程中,可以获取到雷达设备相对应的回传数据,而后,对雷达设备的回传数据进行频谱提取、处理和分析,从而可以计算雷达与障碍物之间的相对空间位置。而对于探测盲区的相对空间位置或者地形分布时,可以通过前几帧的数据来预测当前时刻探测盲区的相对空间位置或者地形分布。然而,上述利用前几帧的数据、来预测当前时刻探测盲区的地形分布的实现方式存在以下问题:
(1)利用前几帧数据进行预测时,需要考虑帧间数据融合的问题,包括数据的拼接、匹配等,且需要对运动模型要有准确的估计,算法往往非常复杂;
(2)如果前几帧数据质量比较低或者预测模型不准确,预测结果会与实际结果有较大偏差;
(3)利用前几帧数据进行预测,检测结果会有一定延时,不适用于对实时性要求高的系统;
(4)不适用于自主移动平台处于相对静止状态的时刻。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在各实施例之间不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图3为本发明实施例提供的一种自主移动平台的距离检测方法的流程示意图;参考附图3所示,本实施例提供了一种自主移动平台的距离检测方法,其中,自主移动平台可以包括以下至少之一:无人机、载人飞行器等等;该方法通过融合设置于自主移动平台上两种类型的雷达设备的扫描结果,可以准确获取到自动移动平台相对于目标点/目标面的目标距离。具体的,该方法可以包括:
步骤S301:获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离,其中,第一雷达和第二雷达均设置于自主移动平台上,且第一雷达与第二雷达的类型不同。
其中,第一雷达可以包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;第二雷达可以包括下视雷达。具体应用时,为了能够保证对目标点进行检测的准确可靠性,第一雷达可以实现360°全方位的扫描检测,例如:第一雷达可以为旋转毫米波雷达(全向雷达);或者,第一雷达可以为激光雷达或超声波雷达,此时,第一雷达的个数可以为多个,多个激光雷达或多个超声波雷达可以均匀分布在自主移动平台上,以实现360°全方位的扫描检测。当然的,本领域技术人员也可以根据具体的应用需求将第一雷达和第二雷达设置为其他类型,只要能够保证第一雷达与第二雷达的类型不同即可,在此不再赘述。
另外,目标点可以位于一目标面上,且目标点所在的目标面可以是地面、倾斜面、坡面或者其他目标物体的平面,本领域技术人员可以根据具体的应用场景选择不同的目标面;在获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离时,第一距离与第二距离可以为针对目标面上的同一有效目标点的距离信息,并且第一距离可以为第一垂直距离,第二距离可以为第二垂直距离。举例来说,在目标点所在的目标面为地面时,地面上设置有有效目标点A,在获取第一雷达相对于目标点的第一距离时,可以获取到第一雷达与地面上的有效目标点A之间的第一垂直距离;同理的,在获取第二雷达相对于目标点的第二距离时,可以获取到第二雷达与地面上有效目标点A之间的第二垂直距离。
步骤S302:根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离。
在获取到第一距离和第二距离之后,可以对第一距离和第二距离进行融合分析处理,从而可以确定自主移动平台相对于目标点的目标距离;举例来说,在目标点所在的目标面为地面、第一距离和第二距离均为垂直距离、且第一距离和第二距离均是自主移动平台相对于地面上有效目标A的距离信息时,通过对第一距离和第二距离的分析处理,可以获取到自主移动平台相对于地面上有效目标A的目标距离,该目标距离为垂直距离。
本实施例提供的自主移动平台的距离检测方法,通过获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离,而后根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离,有效地实现了利用两种不同类型的雷达设备来获取到自主移动平台相对于目标点的目标距离,有效地解决了因下方探测盲区而导致雷达设备进行数据检测不及时、准确的问题,进而保证了对自主移动平台相对于目标点的目标距离进行检测的快速准确性,有效地提高了自主移动平台进行作业的安全可靠性。
图4为本发明实施例提供的获取第一雷达相对于目标点的第一距离的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图4所示,本实施例中,对于第一雷达相对于目标点的第一距离的具体获取方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,在第一雷达为可旋转的雷达设备时,本实施例中的获取第一雷达相对于目标点的第一距离可以包括:
步骤S401:获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个第一能量信息值与第一雷达相对应。
步骤S402:根据第一能量信息值确定第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、第一雷达相对于目标点的第一距离信息和方位角。
步骤S403:基于旋转角度和方位角对第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值。
步骤S404:根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息。
步骤S405:根据平面信息获得第一雷达相对于目标点的第一距离。
其中,第一雷达向目标点发送雷达信号之后,目标点可以对雷达信号进行反射,从而可以获得反射的雷达信号,对反射雷达信号进行分析处理,以识别出第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、第一雷达相对于目标点的第一距离信息和方位角。
在获取到旋转角度和方位角度之后,可以基于旋转角度和方位角度对第一距离信息进行坐标转换处理,将第一距离信息由雷达坐标系投影到大地坐标系下,获得与第一距离信息相对应的多个目标信息值,该目标信息值是与目标点相对应的信息能量值。而后可以根据多个目标信息值对挑选出有效的目标点。也就是说,与目标点相对应的信息能量值是用于筛选出有效的目标点。并进一步对有效的目标点所在的目标面进行平面拟合处理,获得与目标面相对应的平面信息;可以根据平面信息获取到第一雷达相对于目标点的第一距离,该第一距离可以为垂直距离或者直接距离。
本实施例中,通过反射的雷达信号的距离、方位实现对目标点所在目标面的平面拟合操作,有效地保证了获得与目标面相对应的平面信息的准确可靠性,而后,基于平面信息获取到第一雷达相对于目标点的第一距离,有效地保证了第一距离获取的准确可靠性。
图5为本发明实施例提供的根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图5所示,本实施例对于获得与目标点所在的目标面相对应的平面信息的具体实现过程不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息可以包括:
步骤S501:对多个目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果。
步骤S502:获取每个聚类结果所对应的特征信息。
步骤S503:根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
步骤S504:根据有效目标信息对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息。
由于多个目标信息值往往会包括一些噪声点信息和杂点信息,因此,在获取到多个目标信息值之后,为了保证对目标点所在的目标面进行平面拟合的质量和准确性,可以去除多个目标信息值中的噪声点信息和杂点信息。具体的,可以对多个目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果,此时,每个聚类结果中可以包括多个目标信息值;而后,可以获取每个聚类结果所对应的特征信息,该特征信息可以包括以下至少之一:当前帧中的聚类结果中的有效目标信息(有效的目标点)的数量;当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于目标点的融合距离的差值;当前帧中的有效目标点的高度方差。其中,当前帧可以是指通过雷达设备在当前时刻所获得的点云信息的集合;前一帧可以是指通过雷达设备在前一时刻所获得的点云信息的集合。
另外,在特征信息包括当前帧中的聚类结果中的有效目标信息的数量时,获取每个聚类结果所对应的特征信息可以包括:根据第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定聚类结果中有效目标信息的数量。
具体的,可以分别获取与第一能量信息值、第一距离信息和方位角所对应的加权因子,而后基于第一能量信息值、第一距离信息、方位角以及上述所对应的加权因子确定一能量阈值信息;而后对每个聚类结果中包括的所有目标信息值与能量阈值信息进行分析比较,在目标信息值大于或等于能量阈值信息时,则可以确定该目标信息值为有效目标信息;在目标信息值小于能量阈值信息时,则可以确定该目标信息值为无效目标信息;之后统计所有目标信息值的分析比较结果,从而可以确定聚类结果中有效目标信息的数量。当然的,本领域技术人员也可以采用其他的方式来获取聚类结果中有效目标信息的数量,只要能够保证对聚类结果中有效目标信息的数量进行获取的准确可靠性即可,在此不再赘述。
在获取到每个聚类结果所对应的特征信息之后,可以根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;具体的,参考附图6所示,本实施例中的根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息可以包括:
步骤S601:对特征信息进行归一化处理,获得与特征信息相对应的归一化结果。
步骤S602:对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与聚类结果相对应的权值信息。
步骤S603:将权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
具体的,在获取到每个聚类结果所对应的特征信息之后,可以对特征信息进行归一化处理,从而可以获得与特征信息相对应的归一化结果;需要注意的是,每个聚类结果所对应的特征信息包括:有效目标信息的数量、当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于目标点的融合距离的差值、当前帧中的有效目标点的高度方差;那么,与特征信息相对应的归一化结果包括:与有效目标信息的数量相对应的数量归一化结果、与当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于目标点的融合距离的差值相对应的差值归一化结果、以及与当前帧中的有效目标点的高度方差相对应的高度方差归一化结果。
在获取到所有特征信息的归一化结果之后,可以对所有的归一化结果进行加权求和处理,从而可以获得与聚类结果相对应的权值信息;而后将权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。举例来说,聚类结果包括聚类结果一、聚类结果二和聚类结果三,上述聚类结果所对应的权值信息分别为权值信息一、权值信息二和权值信息三,其中,权值信息二大于权值信息三、权值信息三大于权值信息一,那么,则可以将权值信息二所对应的聚类结果二确定为最终的目标聚类结果,而目标聚类结果中包括的目标信息值即为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
本实施例中,通过对多个目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果,而后对多个聚类结果进行分析处理,获得与每个聚类结果相对应的权值信息,并将权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息,有效地实现了去除多个目标信息值中的噪声点信息和杂点信息,保证了有效目标信息获取的准确可靠性,进一步提高了基于有效目标信息对目标点所在的目标面进行平面拟合的质量和准确性。
图7为本发明实施例提供的获取第二雷达相对于目标点的第二距离的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图7所示,本实施例对于获取第二雷达相对于目标点的第二距离的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的获取第二雷达相对于目标点的第二距离可以包括:
步骤S701:获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个第二能量信息值与第二雷达相对应。
步骤S702:根据多个第二能量信息值确定第二雷达相对于目标点的第二距离信息和目标能量信息。
步骤S703:基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离。
其中,第二雷达向目标点发送雷达信号之后,目标点可以对雷达信号进行反射,从而可以获得反射的雷达信号的多个第二能量信息值;在获取到多个第二能量信息值之后,可以对多个第二能量信息值进行分析处理,从而可以获得第二雷达相对于目标点的第二距离信息和目标能量信息,其中,每个目标能量信息均对应有一个第二距离信息;而后可以基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离;具体的,参考附图8所示,本实施例中的基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离可以包括:
步骤S801:获取第二距离信息与自主移动平台相对于目标点的历史高度之间的高度差值。
步骤S802:分别对高度差值和目标能量信息进行归一化处理,获得与高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果。
步骤S803:根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于目标点的第二距离。
其中,自主移动平台相对于目标点的历史高度可以是指在前一时刻或者历史时刻获取的自主移动平台相对于目标点的高度信息;在获取到第二距离信息和目标能量信息之后,可以获取到第二距离信息与历史高度之间的高度差值,而后对高度差值和目标能量信息值分别进行归一化处理,获得与高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;之后可以基于高度归一化结果和能量归一化结果获取第二雷达相对于目标点的第二距离。具体的,参考附图9所示,本实施例中的根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于目标点的第二距离可以包括:
步骤S901:对高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与第二能量信息值相对应的权值信息。
步骤S902:将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为第二雷达相对于目标点的第二距离。
具体的,在获取到高度归一化结果和能量归一化结果之后,可以确定与高度归一化结果相对应的高度权值信息和与能量归一化结果相对应的能量权值信息,而后基于高度权值信息、能量权值信息、高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,从而可以获得与第二能量信息值相对应的权值信息;其中,由于第二能量信息值的个数为多个,并且每个第二能量信息值均对应有一个第二距离信息。因此,在获取到所有第二能量信息值所对应的权值信息之后,可以将所有的权值信息进行分析比较,并将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为第二雷达相对于目标点的第二距离。
本实施例中,通过获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个第二能量信息值与第二雷达相对应,根据多个第二能量信息值确定第二雷达相对于目标点的第二距离信息和目标能量信息,并基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离,有效地保证了第二距离获取的及时性和可靠性,进一步提高了基于第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离的准确可靠性。
图10为本发明实施例提供的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图10所示,本实施例对于确定自主移动平台相对于目标点的目标距离的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离可以包括:
步骤S1001:获取与第一距离相对应的第一加权因子和与第二距离相对应的第二加权因子。
步骤S1002:利用第一加权因子和第二加权因子,对第一距离和第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于目标点的目标距离。
其中,在利用第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,可以先获取与第一距离相对应的第一加权因子和与第二距离相对应的第二加权因子,其中,第一加权因子和第二加权因子的数值可以根据不同的应用场景进行调整和变化;而后可以利用第一加权因子和第二加权因子,对第一距离和第二距离进行加权处理,从而可以获得自主移动平台相对于目标点的目标距离。
举例来说,第一距离为L1,第二距离为L2,第一距离L1所对应的第一加权因子为α,第二距离L2所对应的第二加权因子为β,从而可以获取到自主移动平台相对应于目标点的目标距离L=α*L1+β*L2。可以理解的是,在不同的应用场景下,第一加权因子α和第二加权因子β的取值可以不同,从而可以准确获得在不同应用场景下的自主移动平台相对应于目标点的目标距离。
本实施例中,通过获取与第一距离相对应的第一加权因子和与第二距离相对应的第二加权因子,并利用第一加权因子和第二加权因子,对第一距离和第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于目标点的目标距离,有效地保证了对自主移动平台相对于目标点的目标距离进行确定的准确可靠性。
图11为本发明实施例提供的获取与第一距离相对应的第一加权因子的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图11所示,本实施例中对于获取与第一距离相对应的第一加权因子的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用场景和应用需求进行设置,较为优选的,本实施例中的获取与第一距离相对应的第一加权因子可以包括:
步骤S1101:获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息。
步骤S1102:根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子。
其中,在获取到第一雷达检测的第一距离和第二雷达检测的第二距离之后,可以获取到第一距离所对应的第一方差信息和第二距离所对应的第二方差信息;而后根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子;具体的,参考附图12所示,本实施例中的根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子可以包括:
步骤S1201:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和。
步骤S1202:将第二方差信息与方差之和的比值确定为第一加权因子。
具体的,在获取到第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息之后,可以获取第一方差信息和第二方差信息的方差之和,而后可以将第二方差信息与方差之和的比值确定为第一加权因子可以将第一方差信息与方差之和的比值确定为第一加权因子,从而保证了第一加权因子获取的准确可靠性。
图13为本发明实施例提供的获取与第二距离相对应的第二加权因子的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图13所示,本实施例中对于获取与第二距离相对应的第二加权因子的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用场景和应用需求进行设置,较为优选的,本实施例中的获取与第二距离相对应的第二加权因子可以包括:
步骤S1301:获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息。
步骤S1302:根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子。
其中,在获取到第一雷达检测的第一距离和第二雷达检测的第二距离之后,可以获取到第一距离所对应的第一方差信息和第二距离所对应的第二方差信息;而后根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子;具体的,参考附图14所示,本实施例中的根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子可以包括:
步骤S1401:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和;
步骤S1402:将第一方差信息与方差之和的比值确定为第二加权因子。
具体的,在获取到第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息之后,可以获取第一方差信息和第二方差信息的方差之和,而后可以将第一方差信息与方差之和的比值确定为第二加权因子,从而保证了第二加权因子获取的准确可靠性。
图15为本发明实施例提供的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离的流程示意图二;在上述任意一个实施例的基础上,继续参考附图15所示,在第一雷达与第二雷达在相同时间内探测的区域部分重叠时,本实施例中的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离可以包括:
步骤S1501:确定第一雷达与第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域。
步骤S1502:依据第一雷达和第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的第一距离和第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
其中,由于第一雷达和第二雷达的类型不同,一般情况下,在将第一雷达和第二雷达设置于自主移动平台上时,第一雷达和第二雷达可以设置于自主移动平台上的不同位置处。此时在利用第一雷达和第二雷达进行区域扫描时,第一雷达与第二雷达之间的检测区域可以不同。在第一雷达与第二雷达之间的检测区域不同时,第一雷达的检测区域与第二雷达的检测区域可以构成检测重叠区域和非重叠区域。对于检测重叠区域而言,可以获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离,而后可以根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离。对于非重叠区域而言,一般只能获取到第一距离和第二距离中的一个,例如,可以获取到第一距离,而无法获取到第二距离。此时,为了能够实现对非重叠区域中自主移动平台与目标点之间的距离检测,可以依据第一雷达和第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的第一距离和第二距离,来估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
举例来说:获取第一雷达与第二雷达之间构成的检测重叠区域A和非重叠区域B,其中,检测重叠区域A与非重叠区域B相邻。在需要对非重叠区域B中的有效目标b进行距离检测时,可以获取第一雷达和第二雷达在检测重叠区域A域中针对同一有效目标a的第一距离La1和第二距离La2,而后可以基于第一距离La1和第二距离La2估计相邻的非重叠区域B中的另一有效目标b的目标距离;具体的,可以先利用第一距离La1和第二距离La2来确定自主移动平台相对于有效目标a的目标距离La;而后可以基于检测重叠区域A、非重叠区域B、目标距离La以及有效目标a和有效目标b之间的距离信息来估计非重叠区域B中有效目标b的目标距离Lb。
本实施例中,通过确定第一雷达与第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域,而后依据第一雷达和第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的第一距离和第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离,有效地实现了对相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离进行确定的准确可靠性,进一步提高了该方法的适用范围。
图16为本发明实施例提供的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离的流程示意图三;在上述任意一个实施例的基础上,继续参考附图16所示,在目标点包括第一有效目标和第二有效目标时,本实施例中的根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离可以包括:
步骤S1601:判断第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效。
步骤S1602:在第一距离无效时,则根据第一有效目标的第二距离、与第二有效目标相对应的第一距离和第二距离,估计第一有效目标的目标距离,其中,第一有效目标与第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
其中,当目标点上存在第一有效目标和第二有效目标,并且第一有效目标与第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值时,在确定自主移动平台相对于第一有效目标的目标距离的过程中,若第一雷达相对于第一有效目标的第一距离或者第二雷达相对于第一有效目标的第二距离无效时,则可以通过自主移动平台相对于第二有效目标的目标距离来预估自主移动平台相对于第一有效目标的目标距离。
具体的,在确定自主移动平台相对于第一有效目标之间的目标距离时,可以判断第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效,具体的实现方式可以为:将第一距离和第二距离分别与预设距离范围进行分析比较,若第一距离和第二距离均位于预设距离范围内时,则可以确定第一距离和第二距离均有效;或者,在第一距离和第二距离均超出预设距离范围时,则可以确定第一距离和第二距离均无效。举例来说,在确定第一距离无效时,则根据第一有效目标所对应的第二距离、与第二有效目标相对应的第一距离和第二距离,来估计第一有效目标的目标距离。
举例来说,在目标点包括第一有效目标A和第二有效目标B时,其中,第一有效目标A与第二有效目标B之间的距离小于或等于预设阈值。而后,可以获取到与第一有效目标A相对应的第一距离LA1和第二距离LA2,与第二有效目标B相对应的第一距离LB1和第二距离LB2,在第一距离LA1无效时,则可以通过第一距离LB1和第二距离LB2确定与第二有效目标B相对应的目标距离LB;而后基于目标距离LB、第一有效目标A与第二有效目标B之间的距离信息以及第二距离LA2来预估第一有效目标A相对应的目标距离LA。
本实施例中,通过判断第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效,在第一距离无效时,则可以根据第一有效目标的第二距离、与第二有效目标相对应的第一距离和第二距离,估计第一有效目标的目标距离,从而有效地实现了对第一有效目标的目标距离进行确定的准确可靠性。
具体应用时,以无人机作为自主移动平台、全向旋转毫米波雷达作为第一雷达,下视平板雷达作为第二雷达、地面作为目标点所在的目标面为例进行说明;参考附图17所示,本应用实施例提供了一种自主移动平台的距离检测方法,该距离检测方法可以实现:基于旋转毫米波雷达的扫描结果,从扫描结果中筛选出地面点,利用地面点对地面进行拟合,根据拟合结果估计地面的地形信息,同时,融合下视平板雷达的检测结果,对无人机相对于地面的高度信息进行准确估计。具体的,该距离检测方法可以包括:基于全向雷达的地面地形估计、基于下视平板雷达的高度检测、地形估计与高度检测结果融合的处理过程。下面对上述的处理过程进行详细说明:
一、基于全向雷达的地面地形估计
(1)数据提取
毫米波雷达的发射波束到达目标物体时,可以获取到目标物体反射的回波信号。在获取到回波信号之后,可以对回波信号经一些列信号处理,从而可以获得目标物体的观测值(目标距离、角度、信号强度等)。具体的,通过对上述回波信号进行分析处理后,可以获得下述参数:
a)毫米波雷达相对于目标物体的目标距离r和方位角θ,参考图18;
b)通过光栅传感器可以获取当前时刻的毫米波雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度φ,参考图19。
(2)坐标转换
对毫米波雷达相对于目标物体的目标距离r和方位角θ进行坐标转换,由雷达坐标系投影到大地坐标系下,具体的,坐标变换包括:
Figure BDA0002825952140000171
其中,i表示毫米波雷达的射频板转到第i个光栅格时,j表示的是检测到的针对地面上的第j个障碍物,xi,j表示为障碍物相对于雷达中心的水平距离,yi,j表示障碍物相对于雷达中心的景深距离,zi,j表示障碍物相对于雷达中心的垂直距离;ri,j表示障碍物相对于雷达中心的径向距离,θi,j表示障碍物相对于雷达的方位角;φi表示毫米波雷达的射频板当前对应的光栅格位置,A表示为雷达坐标系的标识信息。
而后将位于雷达坐标系下的第一距离信息转换到大地坐标系下,具体的包括:
Figure BDA0002825952140000172
上式中:
Figure BDA0002825952140000173
上式中:
Figure BDA0002825952140000174
其中,T为旋转矩阵,G为大地坐标系的标识信息,
Figure BDA0002825952140000175
为与雷达的姿态四元数
Figure BDA0002825952140000176
相对应的线性代数表示;
Figure BDA0002825952140000177
为从惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,简称IMU)中实时获取的雷达的姿态四元数,用于计算雷达当前时刻雷达的姿态信息;具体应用时,本实施例中采用的大地坐标系为东北天坐标系(East-North-UP coordinate system,简称ENU),因此,
Figure BDA0002825952140000178
表示目标物体相对于坐标原点正北方向上的距离,
Figure BDA0002825952140000179
表示目标物体相对于坐标原点正东方向上的距离,
Figure BDA00028259521400001710
表示目标物体相对于坐标原点垂直方向上的距离。
(3)数据筛选
在获取到被投影到了大地坐标系中多个目标信息值之后,可以从中筛选出有效地面点,用于地面地形的估计。筛选的具体实现步骤如下:
A)根据多个目标信息值的z值,即探测目标物体相对于雷达设备的垂直距离进行聚类分析;
B)计算聚类结果每一点簇的特征信息,特征信息包括以下至少之一:
a)点簇内有效目标点的数量Ni;
b)点簇内有效目标点的高度(z值)的均值与前一帧融合高度的差值Di;
c)点簇内有效目标点的高度值的方差σi;
C)在获取到聚类结果中每一点簇的特征信息之后,可以对每一点簇的各个特征值进行归一化处理,获得与有效目标点的数量Ni相对应的归一化结果
Figure BDA0002825952140000181
与有效目标点的高度(z值)的均值与前一帧融合高度的差值Di相对应的归一化结果
Figure BDA0002825952140000182
与点簇内有效目标点的高度值的方差σi相对应的归一化结果
Figure BDA0002825952140000183
Figure BDA0002825952140000184
Figure BDA0002825952140000185
Figure BDA0002825952140000186
具体的,根据经验值赋予上述各个归一化特征值相对应的权重信息wn、wd、wσ,而后可以获取各个特征值得加权值Si
Figure BDA0002825952140000187
在获取到与多个点簇相对应的加权值,而后可以将加权值Si最大的点簇的探测点作为有效地面点。
D)地面拟合
在获取到有效地面点之后,可以对筛选出的有效地面点进行平面拟合,平面方程如下:
ZG=aXG+bYG+c
其中,法向量
Figure BDA0002825952140000188
可以标识地面的坡度,坐标原点到平面的直线距离
Figure BDA0002825952140000189
标识无人机/雷达相对地面的垂直距离。
二、基于下视平板雷达的高度检测
(1)数据提取
下视平板雷达的的发射波束到达目标物体时,可以获取到目标物体反射的回波信号。在获取到回波信号之后,可以对回波信号经一些列信号处理,从而可以获得目标物体的目标距离r和目标能量e。
(2)数据筛选/高度计算
A)获取下视平板雷达检测到的一系列目标*T1,T2,…TN+的特征信息,特征信息可以包括以下信息:
a)目标距离与融合高度的差值Di;b)目标能量Ei。
B)对每一目标的各个特征值进行归一化,获得归一化结果;
Figure BDA0002825952140000191
Figure BDA0002825952140000192
其中,Emax为雷达所能检测有效目标的最大能量信息。
而后,根据经验值赋予各个特征归一化结果相对应的权重wd、we,而后对所有的特征归一化结果进行加权求和处理,获得各个特征归一化结果的加权值Si
Figure BDA0002825952140000193
而后,将加权值Si最大的探测目标的探测距离ri作为下视平板雷达检测到的雷达与地面之间的高度信息。
三、高度检测结果融合
对全向雷达的地形检测结果与下视雷达的高度探测结果进行融合,以实现对无人机(雷达设备的载体)进行高度的估计操作,具体的,可以采用αβ滤波对全向雷达和下视雷达检测结果进行融合。
hf=αhO+βhB
Figure BDA0002825952140000194
Figure BDA0002825952140000195
上式中,hf为最终获得的无人机相对于地面的融合高度,hO为全向雷达输出地形信息中提取的雷达/无人机相对地面的高度,hB为下视雷达输出的雷达/无人机相对于地面的高度;α为hO的权重,由全向雷达检测的高度的方差归一化得到,β为hB的权重,由下视雷达检测的高度的方差归一化得到。
其中,在获取目标物体相对于雷达的距离信息和方位信息时,本应用实施例通过微波雷达来获取目标物体相对于雷达的距离信息和方位角信息。需要说明的是,本领域技术人员还可以采用其他的方式来获取目标物体相对于雷达的距离信息和方位角信息,例如:通过激光雷达获取目标物体的距离信息和方位角信息,具体的,多线的激光雷达可以实现精确快速的测距和测角,而且精度的测距和测角精度很大的优于微波雷达。但是激光雷达存在的缺陷是:(1)对光环境有很高要求,易受外界光源干扰;(2)激光雷达的成本十分高。或者,也可以通过超声波传感器获取到目标物体的距离信息和方位角信息,超声波传感器具有很大的成本优势。但是超声波传感器存在的缺陷是:(1)测量范围短,适用于近距测量;(2)超声波传感器利用机械波的反射进行测距,机械波容易受到干扰。
综上可知,在利用不同的雷达设备获取目标物体相对于雷达的距离信息和方位信息时,可以具有不同的优先和缺点,本领域技术人员可以根据不同的应用场景和应用需求灵活地选择不同的雷达设备进行实现,在此不再赘述。
本实施例提供的距离检测方法,解决了在利用雷达设备对周围环境进行探测时,由于水平视场角而导致的下方存在探测盲区的问题,通过融合全向雷达和下视雷达的距离检测方法,弥补了下方探测盲区,实现了可以快速准确的检测下方地面的地形信息,保证了对无人机与地面之间的距离进行检测的准确可靠性,进一步提高了无人机进行自主作业的安全性。
在上述任意一个实施例的基础上,本实施例提供了一种目标面信息建模方法,包括:
图3-图19中所对应的实施例中的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,本实施例中的方法还可以包括:
步骤S1701:利用目标距离对目标点所在的目标面进行建模处理,获得与目标面的形状信息相对应的模型信息。
具体的,在根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,可以利用目标距离对目标点所在的目标面进行建模处理,从而可以获得与目标面的形状信息相对应的模型信息,从而便于实现自主移动平台可以基于模型信息对目标面执行地形跟随操作,进而提高了自主移动平台进行作业的质量和效果。
本实施例中提供的目标面信息建模方法,利用目标距离对目标点所在的目标面进行建模处理,获得与目标面的形状信息相对应的模型信息,而后可以使得自主移动平台可以基于模型信息对目标面执行地形跟随操作,有效地保证了自主移动平台进行作业的安全可靠性。
在上述任意一个实施例的基础上,本实施例提供了一种自主移动平台的控制方法,包括:
图3-图19中所对应的实施例中的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,方法还包括:
步骤S1801:利用目标距离对自主移动平台进行控制,以使自主移动平台与目标点之间保持预设距离。
其中,在根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,可以利用目标距离对自主移动平台进行控制,从而自主移动平台与目标点之间保持预设距离,具体的,可以获取自主移动平台与目标点之间的目标距离,而后将目标距离与预设距离进行分析比较,在目标距离大于预设距离时,则对自主移动平台进行调整,以使得自主移动平台与目标点之间的距离由目标距离下降至预设距离;在目标距离小于预设距离时,则对自主移动平台进行调整,以使得自主移动平台与目标点之间的距离由目标距离上升至预设距离,进而保证了自主移动平台进行作业的安全可靠性。
本实施例中提供的自主移动平台的控制方法,利用目标距离对自主移动平台进行控制,以使自主移动平台与目标点之间保持预设距离,从而有效地保证了自主移动平台进行作业的安全可靠性,进一步提高了该方法的实用性,有利于市场的推广与应用。
图20为本发明实施例提供的一种距离检测设备的结构示意图;参考附图20所示,本实施例提供了一种距离检测设备,用于对自主移动平台进行距离检测,该自主移动平台可以包括以下至少之一:无人机、载人飞行器等等;具体应用时,该距离检测设备可以为第一雷达或第二雷达。具体的,该距离检测设备可以包括:
第一存储器12,用于存储计算机程序;
第一处理器11,用于运行第一存储器12中存储的计算机程序以实现:
获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于目标点的第二距离,其中,第一雷达和第二雷达均设置于自主移动平台上,且第一雷达与第二雷达的类型不同;
根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离。
其中,距离检测设备的结构中还可以包括第一通信接口13,用于电子设备与其他设备或通信网络通信。
进一步的,第一距离与第二距离为同一有效目标点的距离信息,并且第一距离为第一垂直距离,第二距离为第二垂直距离,目标点所在的目标面为地面。
进一步的,在第一处理器11获取第一雷达相对于目标点的第一距离时,第一处理器11用于执行:获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个第一能量信息值与第一雷达相对应;根据第一能量信息值确定第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、第一雷达相对于目标点的第一距离信息和方位角;基于旋转角度和方位角对第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值;根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息;根据平面信息获得第一雷达相对于目标点的第一距离。
进一步的,在第一处理器11根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息时,第一处理器11用于执行:对多个目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果;获取每个聚类结果所对应的特征信息;根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;根据有效目标信息对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息。
进一步的,特征信息包括以下至少之一:当前帧中的聚类结果中的有效目标信息的数量;当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于目标点的融合距离的差值;当前帧中的有效目标点的高度方差。
进一步的,在特征信息包括当前帧中的聚类结果中的有效目标信息的数量时,在第一处理器11获取每个聚类结果所对应的特征信息时,第一处理器11用于执行:根据第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定聚类结果中有效目标信息的数量。
进一步的,在第一处理器11根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息时,第一处理器11用于执行:对特征信息进行归一化处理,获得与特征信息相对应的归一化结果;对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与聚类结果相对应的权值信息;将权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
进一步的,在第一处理器11获取第二雷达相对于目标点的第二距离时,第一处理器11用于执行:获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个第二能量信息值与第二雷达相对应;根据多个第二能量信息值确定第二雷达相对于目标点的第二距离信息和目标能量信息;基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离。
进一步的,在第一处理器11基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于目标点的第二距离时,第一处理器11用于执行:获取第二距离信息与自主移动平台相对于目标点的历史高度之间的高度差值;分别对高度差值和目标能量信息进行归一化处理,获得与高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于目标点的第二距离。
进一步的,在第一处理器11根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于目标点的第二距离时,第一处理器11用于执行:对高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与第二能量信息值相对应的权值信息;将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为第二雷达相对于目标点的第二距离。
进一步的,在第一处理器11根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一处理器11用于执行:获取与第一距离相对应的第一加权因子和与第二距离相对应的第二加权因子;利用第一加权因子和第二加权因子,对第一距离和第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于目标点的目标距离。
进一步的,在第一处理器11获取与第一距离相对应的第一加权因子时,第一处理器11用于执行:获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子。
进一步的,在第一处理器11根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子时,第一处理器11用于执行:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和;将第一方差信息与方差之和的比值确定为第一加权因子。
进一步的,在第一处理器11获取与第二距离相对应的第二加权因子时,第一处理器11用于执行:获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子。
进一步的,在第一处理器11根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子时,第一处理器11用于执行:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和;将第二方差信息与方差之和的比值确定为第二加权因子。
进一步的,第一雷达与第二雷达在相同时间内探测的区域部分重叠;在第一处理器11根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一处理器11用于执行:确定第一雷达与第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域;依据第一雷达和第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的第一距离和第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
进一步的,目标点包括第一有效目标和第二有效目标;在第一处理器11根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一处理器11用于执行:判断第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效;在第一距离无效时,则根据第一有效目标的第二距离、与第二有效目标相对应的第一距离和第二距离,估计第一有效目标的目标距离,其中,第一有效目标与第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
进一步的,第一雷达包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;第二雷达包括下视雷达。
图20所示设备可以执行图3-图19所示实施例的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图3-图19所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图3-图19所示实施例中的描述,在此不再赘述。
图21为本发明实施例提供的一种目标面信息建模装置的结构示意图;参考附图21所示,本实施例提供了一种目标面信息建模装置,包括:
第二存储器22,用于存储计算机程序;
第二处理器21,用于运行第二存储器22中存储的计算机程序以实现:
上述图3-图19的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,第二处理器21还用于:
利用目标距离对目标点所在的目标面进行建模处理,获得与目标面的形状信息相对应的模型信息。
其中,目标面信息建模装置的结构中还可以包括第二通信接口23,用于电子设备与其他设备或通信网络通信。
图21所示设备可以执行图3-图19所示实施例的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图3-图19所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图3-图19所示实施例中的描述,在此不再赘述。
图22为本发明实施例提供的一种自主移动平台的控制装置的结构示意图;参考附图22所示,本实施例提供了一种自主移动平台的控制装置,包括:
第三存储器32,用于存储计算机程序;
第三处理器31,用于运行第三存储器32中存储的计算机程序以实现:
如权利要求1-15中任一项的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定自主移动平台相对于目标点的目标距离之后,处理器还用于:
利用目标距离对自主移动平台进行控制,以使自主移动平台与目标点之间保持预设距离。
其中,自主移动平台的控制装置的结构中还可以包括第三通信接口33,用于电子设备与其他设备或通信网络通信。
图22所示设备可以执行图3-图19所示实施例的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图3-图19所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图3-图19所示实施例中的描述,在此不再赘述。
图23为本发明实施例提供的一种自主移动平台的结构示意图,参考附图23所示,本实施例提供了一种自主移动平台,该自主移动平台可以包括无人机、载人飞行器等等,具体的,该自主移动平台可以包括:
机身41;
第一雷达42,设置于自主移动平台上,用于获取第一雷达42相对于目标点的第一距离;
第二雷达43,设置于自主移动平台上,用于获取第二雷达43相对于目标点的第二距离,其中,第一雷达42与第二雷达43的类型不同;
第一雷达42和第二雷达43中的至少一个,还用于根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离。
进一步的,第一距离与第二距离为针对同一有效目标点的距离信息,并且第一距离为第一垂直距离,第二距离为第二垂直距离,目标点所在的目标面为地面。
进一步的,在第一雷达42获取第一雷达42相对于目标点的第一距离时,该第一雷达42用于执行:获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个第一能量信息值与第一雷达42相对应;根据第一能量信息值确定第一雷达42相对于雷达旋转中心的旋转角度、第一雷达42相对于目标点的第一距离信息和方位角;基于旋转角度和方位角对第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值;根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息;根据平面信息获得第一雷达42相对于目标点的第一距离。
进一步的,在第一雷达42根据多个目标信息值对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息时,第一雷达42用于执行:对多个目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果;获取每个聚类结果所对应的特征信息;根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;根据有效目标信息对目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与目标面相对应的平面信息。
进一步的,特征信息包括以下至少之一:当前帧中的聚类结果中的有效目标信息的数量;当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于目标点的融合距离的差值;当前帧中的有效目标点的高度方差。
进一步的,在特征信息包括当前帧中的聚类结果中的有效目标信息的数量时,在第一雷达42获取每个聚类结果所对应的特征信息时,第一雷达42可以用于执行:根据第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定聚类结果中有效目标信息的数量。
进一步的,在第一雷达42根据特征信息获得与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息时,第一雷达42用于执行:对特征信息进行归一化处理,获得与特征信息相对应的归一化结果;对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与聚类结果相对应的权值信息;将权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
进一步的,在第二雷达43获取第二雷达43相对于目标点的第二距离时,第二雷达43用于执行:获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个第二能量信息值与第二雷达43相对应;根据多个第二能量信息值确定第二雷达43相对于目标点的第二距离信息和目标能量信息;基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达43相对于目标点的第二距离。
进一步的,在第二雷达43基于第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达43相对于目标点的第二距离时,第二雷达43用于执行:获取第二距离信息与自主移动平台相对于目标点的历史高度之间的高度差值;分别对高度差值和目标能量信息进行归一化处理,获得与高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于目标点的第二距离。
进一步的,在第二雷达43根据高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达43相对于目标点的第二距离时,第二雷达43用于执行:对高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与第二能量信息值相对应的权值信息;将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为第二雷达43相对于目标点的第二距离。
进一步的,第一雷达42和第二雷达43中的至少一个:根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:获取与第一距离相对应的第一加权因子和与第二距离相对应的第二加权因子;利用第一加权因子和第二加权因子,对第一距离和第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于目标点的目标距离。
进一步的,在第一雷达42和/或第二雷达43获取与第一距离相对应的第一加权因子时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:获得第一雷达42检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达43检测的第二距离所对应的第二方差信息;根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子。
进一步的,在第一雷达42和/或第二雷达43根据第一方差信息和第二方差信息确定第一加权因子时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和;将第一方差信息与方差之和的比值确定为第一加权因子。
进一步的,在第一雷达42和/或第二雷达43获取与第二距离相对应的第二加权因子时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:获得第一雷达42检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达43检测的第二距离所对应的第二方差信息;根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子。
进一步的,在第一雷达42和/或第二雷达43根据第一方差信息和第二方差信息确定第二加权因子时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:获取第一方差信息与第二方差信息的方差之和;将第二方差信息与方差之和的比值确定为第二加权因子。
进一步的,第一雷达42与第二雷达43在相同时间内探测的区域部分重叠;第一雷达42和第二雷达43中的至少一个:根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:确定第一雷达42与第二雷达43之间构成的检测重叠区域和非重叠区域;依据第一雷达42和第二雷达43在检测重叠区域中针对同一有效目标的第一距离和第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
进一步的,目标点包括第一有效目标和第二有效目标;第一雷达42和第二雷达43中的至少一个:根据第一距离和第二距离确定自主移动平台相对于目标点的目标距离时,第一雷达42和/或第二雷达43用于执行:判断第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效;在第一距离无效时,则根据第一有效目标的第二距离、与第二有效目标相对应的第一距离和第二距离,估计第一有效目标的目标距离,其中,第一有效目标与第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
进一步的,第一雷达42包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;第二雷达43包括下视雷达。
图23所示设备可以执行图3-图19所示实施例的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图3-图19所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图3-图19所示实施例中的描述,在此不再赘述。
另外,本发明实施例提供了一种计算机存储介质,用于储存电子设备所用的计算机软件指令,其包含用于执行上述图3-图19所示方法实施例中自主移动平台的距离检测方法所涉及的程序。
以上各个实施例中的技术方案、技术特征在与本相冲突的情况下均可以单独,或者进行组合,只要未超出本领域技术人员的认知范围,均属于本申请保护范围内的等同实施例。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的相关遥控装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的遥控装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,遥控装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得计算机处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (59)

1.一种自主移动平台的距离检测方法,其特征在于,包括:
获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达和所述第二雷达均设置于所述自主移动平台上,且所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
根据所述第一距离和所述第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一距离与所述第二距离为针对同一有效目标点的距离信息,并且所述第一距离为第一垂直距离,所述第二距离为第二垂直距离,所述目标点所在的目标面为地面。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取第一雷达相对于所述目标点的第一距离,包括:
获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个所述第一能量信息值与所述第一雷达相对应;
根据所述第一能量信息值确定所述第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离信息和方位角;
基于所述旋转角度和方位角对所述第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值;
根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息;
根据所述平面信息获得所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息,包括:
对多个所述目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果;
获取每个所述聚类结果所对应的特征信息;
根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;
根据所述有效目标信息对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述特征信息包括以下至少之一:
当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量;
当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于所述目标点的融合距离的差值;
当前帧中的有效目标点的高度方差。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述特征信息包括当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量时,获取每个所述聚类结果所对应的特征信息,包括:
根据所述第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定所述聚类结果中有效目标信息的数量。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息,包括:
对所述特征信息进行归一化处理,获得与所述特征信息相对应的归一化结果;
对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与所述聚类结果相对应的权值信息;
将所述权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离,包括:
获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个所述第二能量信息值与所述第二雷达相对应;
根据多个所述第二能量信息值确定所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离信息和目标能量信息;
基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离,包括:
获取所述第二距离信息与自主移动平台相对于所述目标点的历史高度之间的高度差值;
分别对所述高度差值和所述目标能量信息进行归一化处理,获得与所述高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;
根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离,包括:
对所述高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与所述第二能量信息值相对应的权值信息;
将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离,包括:
获取与所述第一距离相对应的第一加权因子和与所述第二距离相对应的第二加权因子;
利用第一加权因子和第二加权因子,对所述第一距离和所述第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,获取与所述第一距离相对应的第一加权因子,包括:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子,包括:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第一方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第一加权因子。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,获取与所述第二距离相对应的第二加权因子,包括:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子,包括:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第二方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第二加权因子。
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法,其特征在于,所述第一雷达与所述第二雷达在相同时间内探测的区域部分重叠;根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离,包括:
确定所述第一雷达与所述第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域;
依据所述第一雷达和所述第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的所述第一距离和所述第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
17.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法,其特征在于,所述目标点包括第一有效目标和第二有效目标;根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离,包括:
判断所述第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效;
在所述第一距离无效时,则根据所述第一有效目标的第二距离、与所述第二有效目标相对应的第一距离和所述第二距离,估计所述第一有效目标的目标距离,其中,所述第一有效目标与所述第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
18.根据权利要求1-15中任意一项所述的方法,其特征在于,
所述第一雷达包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;
所述第二雷达包括下视雷达。
19.一种目标面信息建模方法,其特征在于,包括:
如权利要求1-15中任一项所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述方法还包括:
利用所述目标距离对所述目标点所在的目标面进行建模处理,获得与所述目标面的形状信息相对应的模型信息。
20.一种自主移动平台的控制方法,其特征在于,包括:
如权利要求1-15中任一项所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述方法还包括:
利用所述目标距离对所述自主移动平台进行控制,以使所述自主移动平台与所述目标点之间保持预设距离。
21.一种距离检测设备,其特征在于,所述距离检测设备为第一雷达或第二雷达,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
获取第一雷达相对于目标点的第一距离和第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达和所述第二雷达均设置于自主移动平台上,且所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
根据所述第一距离和所述第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
22.根据权利要求21所述的距离检测设备,其特征在于,所述第一距离与所述第二距离为针对同一有效目标点的距离信息,并且所述第一距离为第一垂直距离,所述第二距离为第二垂直距离,所述目标点所在的目标面为地面。
23.根据权利要求21所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器获取第一雷达相对于所述目标点的第一距离时,所述处理器用于执行:
获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个所述第一能量信息值与所述第一雷达相对应;
根据所述第一能量信息值确定所述第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离信息和方位角;
基于所述旋转角度和方位角对所述第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值;
根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息;
根据所述平面信息获得所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离。
24.根据权利要求23所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息时,所述处理器用于执行:
对多个所述目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果;
获取每个所述聚类结果所对应的特征信息;
根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;
根据所述有效目标信息对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息。
25.根据权利要求24所述的距离检测设备,其特征在于,所述特征信息包括以下至少之一:
当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量;
当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于所述目标点的融合距离的差值;
当前帧中的有效目标点的高度方差。
26.根据权利要求24所述的距离检测设备,其特征在于,在所述特征信息包括当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量时,在所述处理器获取每个所述聚类结果所对应的特征信息时,所述处理器用于执行:
根据所述第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定所述聚类结果中有效目标信息的数量。
27.根据权利要求24所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息时,所述处理器用于执行:
对所述特征信息进行归一化处理,获得与所述特征信息相对应的归一化结果;
对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与所述聚类结果相对应的权值信息;
将所述权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
28.根据权利要求21所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述处理器用于执行:
获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个所述第二能量信息值与所述第二雷达相对应;
根据多个所述第二能量信息值确定所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离信息和目标能量信息;
基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
29.根据权利要求28所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述处理器用于执行:
获取所述第二距离信息与自主移动平台相对于所述目标点的历史高度之间的高度差值;
分别对所述高度差值和所述目标能量信息进行归一化处理,获得与所述高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;
根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
30.根据权利要求29所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述处理器用于执行:
对所述高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与所述第二能量信息值相对应的权值信息;
将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
31.根据权利要求21所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述处理器用于执行:
获取与所述第一距离相对应的第一加权因子和与所述第二距离相对应的第二加权因子;
利用第一加权因子和第二加权因子,对所述第一距离和所述第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
32.根据权利要求31所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器获取与所述第一距离相对应的第一加权因子时,所述处理器用于执行:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子。
33.根据权利要求32所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子时,所述处理器用于执行:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第一方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第一加权因子。
34.根据权利要求31所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器获取与所述第二距离相对应的第二加权因子时,所述处理器用于执行:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子。
35.根据权利要求34所述的距离检测设备,其特征在于,在所述处理器根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子时,所述处理器用于执行:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第二方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第二加权因子。
36.根据权利要求21-35中任意一项所述的距离检测设备,其特征在于,所述第一雷达与所述第二雷达在相同时间内探测的区域部分重叠;在所述处理器根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述处理器用于执行:
确定所述第一雷达与所述第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域;
依据所述第一雷达和所述第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的所述第一距离和所述第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
37.根据权利要求21-35中任意一项所述的距离检测设备,其特征在于,所述目标点包括第一有效目标和第二有效目标;在所述处理器根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述处理器用于执行:
判断所述第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效;
在所述第一距离无效时,则根据所述第一有效目标的第二距离、与所述第二有效目标相对应的第一距离和所述第二距离,估计所述第一有效目标的目标距离,其中,所述第一有效目标与所述第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
38.根据权利要求21-35中任意一项所述的距离检测设备,其特征在于,
所述第一雷达包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;
所述第二雷达包括下视雷达。
39.一种目标面信息建模装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
如权利要求1-15中任一项所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述处理器还用于:
利用所述目标距离对所述目标点所在的目标面进行建模处理,获得与所述目标面的形状信息相对应的模型信息。
40.一种自主移动平台的控制装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
如权利要求1-15中任一项所述的自主移动平台的距离检测方法;
在根据第一距离和第二距离,确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离之后,所述处理器还用于:
利用所述目标距离对所述自主移动平台进行控制,以使所述自主移动平台与所述目标点之间保持预设距离。
41.一种自主移动平台,其特征在于,包括:
机身;
第一雷达,设置于所述自主移动平台上,用于获取第一雷达相对于目标点的第一距离;
第二雷达,设置于所述自主移动平台上,用于获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离,其中,所述第一雷达与所述第二雷达的类型不同;
所述第一雷达和所述第二雷达中的至少一个,还用于根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
42.根据权利要求41所述的自主移动平台,其特征在于,所述第一距离与所述第二距离为针对同一有效目标点的距离信息,并且所述第一距离为第一垂直距离,所述第二距离为第二垂直距离,所述目标点所在的目标面为地面。
43.根据权利要求41所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达获取第一雷达相对于所述目标点的第一距离时,该第一雷达用于执行:
获取反射的雷达信号的多个第一能量信息值,多个所述第一能量信息值与所述第一雷达相对应;
根据所述第一能量信息值确定所述第一雷达相对于雷达旋转中心的旋转角度、所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离信息和方位角;
基于所述旋转角度和方位角对所述第一距离信息进行坐标转换处理,获得位于大地坐标系下的多个目标信息值;
根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息;
根据所述平面信息获得所述第一雷达相对于所述目标点的第一距离。
44.根据权利要求43所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达根据多个所述目标信息值对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息时,所述第一雷达用于执行:
对多个所述目标信息值进行聚类处理,获得多个聚类结果;
获取每个所述聚类结果所对应的特征信息;
根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息;
根据所述有效目标信息对所述目标点所在的目标面进行平面拟合,获得与所述目标面相对应的平面信息。
45.根据权利要求44所述的自主移动平台,其特征在于,所述特征信息包括以下至少之一:
当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量;
当前帧中的有效目标信息的高度均值与前一帧的自主移动平台相对于所述目标点的融合距离的差值;
当前帧中的有效目标点的高度方差。
46.根据权利要求44所述的自主移动平台,其特征在于,在所述特征信息包括当前帧中的所述聚类结果中的有效目标信息的数量时,在所述第一雷达获取每个所述聚类结果所对应的特征信息时,所述第一雷达可以用于执行:
根据所述第一能量信息值、第一距离信息和方位角确定所述聚类结果中有效目标信息的数量。
47.根据权利要求44所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达根据所述特征信息获得与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息时,所述第一雷达用于执行:
对所述特征信息进行归一化处理,获得与所述特征信息相对应的归一化结果;
对所有的归一化结果进行加权求和处理,获得与所述聚类结果相对应的权值信息;
将所述权值信息最大的聚类结果中包括的目标信息值确定为与所述目标点所在的目标面相对应的有效目标信息。
48.根据权利要求41所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第二雷达获取第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述第二雷达用于执行:
获取反射的雷达信号的多个第二能量信息值,多个所述第二能量信息值与所述第二雷达相对应;
根据多个所述第二能量信息值确定所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离信息和目标能量信息;
基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
49.根据权利要求48所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第二雷达基于所述第二距离信息和目标能量信息获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述第二雷达用于执行:
获取所述第二距离信息与自主移动平台相对于所述目标点的历史高度之间的高度差值;
分别对所述高度差值和所述目标能量信息进行归一化处理,获得与所述高度差值相对应的高度归一化结果和能量归一化结果;
根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
50.根据权利要求49所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第二雷达根据所述高度归一化结果和能量归一化结果获得第二雷达相对于所述目标点的第二距离时,所述第二雷达用于执行:
对所述高度归一化结果和能量归一化结果进行加权求和处理,获得与所述第二能量信息值相对应的权值信息;
将权值最大的第二能量信息值所对应的第二距离信息确定为所述第二雷达相对于所述目标点的第二距离。
51.根据权利要求41所述的自主移动平台,其特征在于,所述第一雷达和所述第二雷达中的至少一个:根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
获取与所述第一距离相对应的第一加权因子和与所述第二距离相对应的第二加权因子;
利用第一加权因子和第二加权因子,对所述第一距离和所述第二距离进行加权处理,获得自主移动平台相对于所述目标点的目标距离。
52.根据权利要求51所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达和/或所述第二雷达获取与所述第一距离相对应的第一加权因子时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子。
53.根据权利要求52所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达和/或所述第二雷达根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第一加权因子时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第一方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第一加权因子。
54.根据权利要求51所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达和/或所述第二雷达获取与所述第二距离相对应的第二加权因子时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
获得第一雷达检测的第一距离所对应的第一方差信息和第二雷达检测的第二距离所对应的第二方差信息;
根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子。
55.根据权利要求54所述的自主移动平台,其特征在于,在所述第一雷达和/或所述第二雷达根据第一方差信息和所述第二方差信息确定所述第二加权因子时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
获取所述第一方差信息与所述第二方差信息的方差之和;
将所述第二方差信息与所述方差之和的比值确定为所述第二加权因子。
56.根据权利要求41-55中任意一项所述的自主移动平台,其特征在于,所述第一雷达与所述第二雷达在相同时间内探测的区域部分重叠;所述第一雷达和所述第二雷达中的至少一个:根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
确定所述第一雷达与所述第二雷达之间构成的检测重叠区域和非重叠区域;
依据所述第一雷达和所述第二雷达在检测重叠区域中针对同一有效目标的所述第一距离和所述第二距离,估计相邻的非重叠区域中的另一有效目标的目标距离。
57.根据权利要求41-55中任意一项所述的自主移动平台,其特征在于,所述目标点包括第一有效目标和第二有效目标;所述第一雷达和所述第二雷达中的至少一个:根据所述第一距离和所述第二距离确定所述自主移动平台相对于所述目标点的目标距离时,所述第一雷达和/或所述第二雷达用于执行:
判断所述第一有效目标所对应的第一距离和第二距离是否有效;
在所述第一距离无效时,则根据所述第一有效目标的第二距离、与所述第二有效目标相对应的第一距离和所述第二距离,估计所述第一有效目标的目标距离,其中,所述第一有效目标与所述第二有效目标之间的距离小于或等于预设阈值。
58.根据权利要求41-55中任意一项所述的自主移动平台,其特征在于,
所述第一雷达包括以下至少之一:毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达;
所述第二雷达包括下视雷达。
59.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质为计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令用于实现权利要求1-18中任意一项所述的自主移动平台的距离检测方法。
CN201980039192.8A 2019-11-05 2019-11-05 距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质 Pending CN112313535A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/115741 WO2021087751A1 (zh) 2019-11-05 2019-11-05 距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112313535A true CN112313535A (zh) 2021-02-02

Family

ID=74336560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980039192.8A Pending CN112313535A (zh) 2019-11-05 2019-11-05 距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112313535A (zh)
WO (1) WO2021087751A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115616578A (zh) * 2022-12-05 2023-01-17 成都航空职业技术学院 一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置
CN116147578A (zh) * 2023-03-21 2023-05-23 广东汇天航空航天科技有限公司 高度检测方法、装置、终端设备以及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415031A (en) * 1992-11-02 1995-05-16 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Process and device for estimating the altitude of an aircraft including an inertial reference system, radio altimeters and a poller
CN107783106A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 大连楼兰科技股份有限公司 无人机与障碍物之间的数据融合方法
CN108072356A (zh) * 2016-11-11 2018-05-25 成都康烨科技有限公司 高度测量方法、装置及无人机
CN109282786A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 昊翔电能运动科技(昆山)有限公司 用于固定翼无人机的测量高度方法及装置
CN109884616A (zh) * 2019-03-13 2019-06-14 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种雷达测量距离融合方法、装置及终端

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107783548B (zh) * 2016-08-25 2021-02-26 大连楼兰科技股份有限公司 基于多传感器信息融合技术的数据处理方法
CN107783549B (zh) * 2016-08-25 2020-12-08 大连楼兰科技股份有限公司 基于多传感器信息融合技术的单旋翼植保无人机避障系统
CN107783544B (zh) * 2016-08-25 2021-02-26 大连楼兰科技股份有限公司 一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5415031A (en) * 1992-11-02 1995-05-16 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Process and device for estimating the altitude of an aircraft including an inertial reference system, radio altimeters and a poller
CN107783106A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 大连楼兰科技股份有限公司 无人机与障碍物之间的数据融合方法
CN108072356A (zh) * 2016-11-11 2018-05-25 成都康烨科技有限公司 高度测量方法、装置及无人机
CN109282786A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 昊翔电能运动科技(昆山)有限公司 用于固定翼无人机的测量高度方法及装置
CN109884616A (zh) * 2019-03-13 2019-06-14 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种雷达测量距离融合方法、装置及终端

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115616578A (zh) * 2022-12-05 2023-01-17 成都航空职业技术学院 一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置
CN116147578A (zh) * 2023-03-21 2023-05-23 广东汇天航空航天科技有限公司 高度检测方法、装置、终端设备以及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021087751A1 (zh) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11915502B2 (en) Systems and methods for depth map sampling
US20210293546A1 (en) Aligning measured signal data with slam localization data and uses thereof
US9639960B1 (en) Systems and methods for UAV property assessment, data capture and reporting
Hebel et al. Change detection in urban areas by object-based analysis and on-the-fly comparison of multi-view ALS data
US20180188733A1 (en) Multi-channel sensor simulation for autonomous control systems
Vandapel et al. Natural terrain classification using 3-d ladar data
WO2018086133A1 (en) Methods and systems for selective sensor fusion
US20140126822A1 (en) Image Processing
EP3447729B1 (en) 2d vehicle localizing using geoarcs
US20210221398A1 (en) Methods and systems for processing lidar sensor data
US11860315B2 (en) Methods and systems for processing LIDAR sensor data
EP3291178A1 (en) 3d vehicle localizing using geoarcs
CN112313535A (zh) 距离检测方法、距离检测设备、自主移动平台和存储介质
Catalano et al. Uav tracking with solid-state lidars: dynamic multi-frequency scan integration
Hebel et al. Change detection in urban areas by direct comparison of multi-view and multi-temporal ALS data
WO2022083529A1 (zh) 一种数据处理方法及装置
US10330769B1 (en) Method and apparatus for geolocating emitters in a multi-emitter environment
WO2021087785A1 (zh) 地形检测方法、可移动平台、控制设备、系统及存储介质
CN116508071A (zh) 用于注释汽车雷达数据的系统和方法
Hebel et al. Automatic change detection using mobile laser scanning
Caceres et al. Improved classification of building infrastructure from airborne lidar data using spin images and fusion with ground-based lidar
Buchholz Multirotor UAS Sense and Avoid with Sensor Fusion
CN115166686B (zh) 卫星拒止环境下多无人机分布式协同定位与建图方法
Dolph Detection, Tracking, and Classification of Aircraft and Birds from Multirotor Small Unmanned Aircraft Systems
Delkinov et al. Calibration of Perception Sensors

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20221101

AD01 Patent right deemed abandoned