(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210773599.7 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 中国电子科技 南湖研究院 地址 314002 浙江省嘉兴 市南湖区七 星街 道灵湖南路东20 0米清风榻 (72)发明人 陈博文　徐庶　宫成业　豆扬名　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 杨天娇 (51)Int.Cl. G06V 20/17(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06V 10/50(2022.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 一种基于深度图和U深度直方图的障碍物测 量方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于深度图和U深度直方 图的障碍物测量方法及装置， 首先 获取深度相机 采集的障碍物场景深度图， 生 成U深度直方图， 将 U深度直方图中像素值大于第一阈值的像素作为 属于障碍物的兴趣点， 通过兴趣点聚类获取障碍 物在U深度直方图中的目标框； 然后根据U深度直 方图中的目标框及深度相机的焦距， 计算障碍物 正面中心点在搭载深度相机无人机的机体坐标 系下水平 位置坐标以及障碍物的宽度和长度； 根 据障碍物在U深度直方图中的目标框， 在深度图 中定位对应障碍物目标框， 计算障碍物长方体正 面中心点在无人机的机体坐标系下的垂直位置 和障碍物的高度。 本发明计算量小、 时效性较高， 可在算力资源有限的轻量化平台上部署， 完成动 态避障任务。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115294471 A 2022.11.04 CN 115294471 A 1.一种基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 应用于搭载深度相机的无人机， 其特征在于， 所述基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 包括： 获取深度相机采集的障碍物场景深度图， 生成U深度直方图， 所述U深度直方图的横坐 标表示深度图上的水平位置， 纵坐标表示深度图上的深度值， 所述U深度直方图上像素值表 示深度图上相同水平位置像素的深度值与U深度直方图纵坐标相等的像素个数； 将U深度直方图中像素值大于第一阈值的像素作为属于障碍物的兴趣点， 通过兴趣点 聚类获取障碍物在U深度直方图中的目标框； 根据U深度直方图中的目标框及深度相机的焦距， 计算障碍物正面中心点在搭载深度 相机无人机的机体坐标系下 水平位置坐标以及障碍物的宽度和长度； 根据障碍物在U深度直方图中的目标框， 在深度图中定位对应障碍物目标框， 计算障碍 物长方体正 面中心点在无 人机的机体坐标系下的垂直 位置和障碍物的高度。 2.根据权利要求1所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 其特征在于， 所述第一阈值， 通过如下公式计算： 其中f为深度相机的焦距， μ为一个像素的尺寸， dbin为当前像素点在U深度直方图中的 像素值， Th为预设的避障场景中障碍物高度阈值。 3.根据权利要求1所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 其特征在于， 所述计算障碍物正面中心点在搭载深度相机无人机的机体坐标系下水平位置坐标以及障 碍物的宽度和长度， 计算公式如下： lo＝db‑dt 其中， f为深度相机的焦距， (il,dt)表示U深度直方图中的目标框的左上顶点坐标， (ir, db)表示U深度直方图中的目标框的右下顶点坐标， wo表示障碍物宽度， lo表示障碍物长度， (x,y)表示障碍物正 面中心点在搭 载深度相机无 人机的机体坐标系下 水平位置坐标。 4.根据权利要求1所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 其特征在于， 所述计算障碍物长方体正面中心 点在无人机的机体坐标系下的垂直位置和障碍物的高度， 包括： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115294471 A 2其中， f为深度相机的焦距， z表示障碍物长方体正面中心点在无人机的机体坐标系下 的垂直位置， 障碍物长方体正面中心点在无人机的机体坐标系下的垂直位置， ht表示深度 图中障碍物目标框左上顶点的高度坐标， hb深度图中障碍物目标框右下顶点的高度坐标， h 表示障碍物的高度。 5.根据权利要求1所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量方法， 其特征在于， 所述根据障碍物在U深度直方图中的目标框， 在深度图中定位对应障碍物目标框， 包括： 在深度图中将水平位置索引在[il,ir]范围内同时深度图深度值在[dt,db]范围内的像 素点聚类， 将聚类结果用矩形框框出， 得到在深度图中定位对应障碍物目标框， (il,dt)表示 U深度直方图中的目标框的左上顶点坐 标， (ir,db)表示U深度直 方图中的目标框的右下顶点 坐标。 6.一种基于深度图和U深度直方图的障碍物测量装置， 应用于搭载深度相机的无人机， 其特征在于， 所述基于深度图和U深度直方图的障碍物测量装置， 包括： 直方图生成模块， 用于获取深度相机采集的障碍物场景深度图， 生成U深度直方图， 所 述U深度直方图的横坐标表示深度图上 的水平位置， 纵坐标表示深度图上的深度值， 所述U 深度直方图上像素值表示深度图上相同水平位置像素的深度值与U深度直方图纵坐标相等 的像素个数； 直方图聚类模块， 用于将U深度直方图中像素值大于第一阈值的像素作为属于障碍物 的兴趣点， 通过兴趣点聚类获取障碍物在U深度直方图中的目标框； 长宽估计模块， 用于根据U深度直方图中的目标框及深度相机的焦距， 计算障碍物正面 中心点在搭 载深度相机无 人机的机体坐标系下 水平位置坐标以及障碍物的宽度和长度； 高度估计模块， 用于根据障碍物在U深度直方图中的目标框， 在深度图中定位对应障碍 物目标框， 计算障碍物长方体正面中心 点在无人机的机体坐标系下的垂 直位置和障碍物的 高度。 7.根据权利要求6所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量装置， 其特征在于， 所述第一阈值， 通过如下公式计算： 其中f为深度相机的焦距， μ为一个像素的尺寸， dbin为当前像素点在U深度直方图中的 像素值， Th为预设的避障场景中障碍物高度阈值。 8.根据权利要求6所述的基于深度图和U深度直方图的障碍物测量装置， 其特征在于， 所述计算障碍物正面中心点在搭载深度相机无人机的机体坐标系下水平位置坐标以及障 碍物的宽度和长度， 计算公式如下： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115294471 A 3