基于视觉的无人机大范围室外道路检测及拓扑地图构建

• 作者: 王玉茜 张雪涛 闫飞 庄严
• 来源期刊: 无人系统技术
• 关键词: 空地协作 拓扑地图 D-LinkNet 道路分割 图像拼接 骨架提取
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 技术研究|Technical Study
• 页码范围: 30-39
• 页数: 10页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.19942/j.issn.2096–5915.2021.4.034

摘要

空地协作中空中机器人对室外可行道路的检测与建图,有利于提升地面机器人的导航能力.为了实现上述功能,提出了一种新的基于道路分割、图像拼接、骨架提取的无人机大范围室外道路检测及拓扑地图构建方法.首先,为了解决无人机基于航拍图像的道路识别问题,通过D-LinkNet网络完成对无人机航拍图像中道路的分割,并在保证分割准确率的情况下提升了分割的实时性.其次,考虑到无人机飞行高度和相机视角有限的问题,设计了基于GPU加速的ORB图像拼接算法,从而实现了室外大范围场景的获取.然后,为了完成道路拓扑关系的建立,借鉴并行二值图像细化算法,设计了用于道路拓扑化的骨架提取算法,进而得到了道路拓扑地图.最后,所提方法在马萨诸塞州道路数据集上进行测试,实验结果验证了该方法在道路分割、拓扑地图构建方面具有较高的准确性,且可满足实时性要求.所建拓扑地图有利于地面机器人导航能力的提升.