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一种基于多源先验的无人机目标视觉定位方法

申请号: CN202311588919.2
申请人: 河海大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 一种基于多源先验的无人机目标视觉定位方法
专利类型 发明申请
申请号 CN202311588919.2
申请日 2023/11/27
公告号 CN117611668A
公开日 2024/2/27
IPC主分类号 G06T7/73
权利人 河海大学
发明人 刘凡; 姚亮; 吴婷; 陈宁; 张新蕾; 崔金凤; 吴铭; 张传一
地址 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号

摘要文本

河海大学取得“一种透气窗帘布”专利技术,本发明公开了一种基于多源先验的无人机目标视觉定位方法,该方法首先引入典型相关分析理论和对抗学习思想,实现尺度不变特征和尺度特征的解耦表示,利用尺度不变特征提高无人机目标检测精度;然后,利用解耦出的尺度特征,实现无人机的粗略高度估计;最后结合高度估计、目标检测结果,并接入目标跟踪算法,依次控制无人机飞行速度、步长和姿态,从而飞至目标上方,结合无人机GPS实现目标定位。本发明充分运用多种算法和先验知识,实现无人机自主飞行以及对目标自动定位,有效提升无人机视觉定位任务成功率。该方法可以用于军事侦察、灾害监测、物流配送等领域,并且能够拓展至多机协同任务,降低人力与硬件成本。

专利主权项内容

1.一种基于多源先验的无人机目标视觉定位方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,使用具有无人机高度标签的数据集作为模型的训练数据,对数据进行预处理;步骤2,构建尺度不变特征对抗解耦模块,添加至目标检测模型中,使用步骤1的训练样本训练深度学习模型,每次将Image作为添加了解耦模块的目标检测模型的输入,分别得到高度估计和目标检测两种预测结果,将上述目标检测模型的输出值与实际值进行误差比较,通过损失函数对不同的输出值进行求导,用反向传播算法向所有神经元传递误差;根据传递的误差的数值,使用随机梯度下降法对各层神经元更新权重与偏置值,每次调整幅度根据学习率进行;ii代表训练集图像序号,即Image代表第i张训练集图像;i步骤3,重复步骤2,将迭代次数设置到足够模型参数收敛至最优值;步骤4,使用步骤3训练得到的模型目标检测分支,设计映射关系,通过计算当前目标框占整个画面的比例,目标框占比越大,无人机飞行步长越小;步骤5,使用步骤3训练得到的模型高度估计分支,根据无人机当前摄像机画面估计无人机当前距离目标的高度,从而决定当前无人机飞行速度;步骤6,使用步骤3训练得到的模型目标检测分支,与ByteTrack目标跟踪算法结合,并实现选定目标的跟踪,根据选中目标在视场中的位置决定无人机飞行姿态;步骤7,依次重复步骤4、5、6,根据获取的结果自动对无人机发送控制指令,实现无人机自主飞行,直到无人机抵达目标上空;此时获取无人机GPS位置,与当前高度估计结果结合,解算出目标的具体GPS坐标。