一种基于无人机视觉感知的定点降落方法

文档序号:37678335发布日期:2024-04-18 20:51阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的yolov5检测模型包括:input层、改进的backbone网络、改进的neck网络以及改进的head网络;改进的backbone网络对原始yolov5网络的改进包括:在原始yolov5网络的backbone网络的每个c3模块后添加一个cbam模块,将原始yolov5网络的backbone网络的第一个卷积模块替换为focus模块;其中,cbam模块为卷积注意力模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的neck网络对原始yolov5网络的改进包括:在原始yolov5网络的neck网络中引入bifpn;其中,bifpn为双向特征金字塔网络。

4.根据权利要求3所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,原始yolov5网络的neck网络包括自底向上的特征融合阶段a1和自顶向下的特征融合阶段a2,自底向上的特征融合阶段a1包括:卷积模块、upsample模块、concat模块、c3模块;自顶向下的特征融合阶段a2包括:卷积模块、concat模块、c3模块;

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的neck网络对原始yolov5网络的改进还包括:将自底向上的特征融合阶段a1的卷积模块替换为dwconv模块;dwconv模块包括:dwconv层、bn层、silu激活层;其中,dwconv为深度可分离卷积。

6.根据权利要求2所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的yolov5检测模型对原始yolov5网络的改进还包括:在原始yolov5网络的head网络中添加一个小目标检测层p2,在原始yolov5网络的neck网络中添加一个上采样特征融合模块,所述上采样特征融合模块包括:dwconv模块、upsample模块、concat模块、c3模块以及cbam模块;上采样特征融合模块将a1阶段中最后一个c3模块输出的特征图和backbone网络的第一个cbam模块输出的特征图进行融合,得到160×160尺寸的输出特征图,并将输出特征图分别输入a2阶段的第一个卷积模块和小目标检测层p2;其中,a1为自底向上的特征融合,a2为自顶向下的特征融合,upsample为上采样,dwconv为深度可分离卷积。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的yolov5检测模型的训练过程包括:

8.根据权利要求7所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,构建数据集包括:根据无人机底端部署的摄像头模组采集视频流,将视频流逐帧分解,得到图像序列;按照voc2017数据集的格式对图像序列中的图像进行处理;使用标注工具对处理后的图像中的降落标志进行标注,得到每张图像的标注文件;将图像与标注文件进行组合,得到数据集。

9.根据权利要求7所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,input层对数据集进行预处理包括:利用mosaic数据增强方法对数据集进行数据增强,得到新数据集;通过k-means++算法对新数据集的标注文件进行聚类,得到锚框。

10.根据权利要求7所述的一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,其特征在于,改进的yolov5检测模型的损失函数包括:分类损失函数lclass、矩形框损失函数lciou以及置信度损失函数lobject。


技术总结
本发明属于无人机视觉与图像处理领域,涉及一种基于无人机视觉感知的定点降落方法,包括:无人机采集视频流,将视频流逐帧分解得到图像序列,并将图像序列发送给地面站;地面站对图像序列进行预处理,并根据改进的Yolov5检测模型对预处理后的图像序列进行检测,得到目标帧图像;地面站获取无人车的位置,计算目标帧图像的检测框中心点与目标帧图像中心点的偏移量,生成执行命令,并将偏移量、执行命令以及无人车的位置发送给无人机;无人机根据接收的数据执行降落,直至降落到无人车车顶;本发明通过改进的Yolov5目标检测模型,保证了无人机在执行定点降落任务过程中,在不同高度下对大、中、小目标检测模型的检测精度。

技术研发人员:李永福,袁杰,黄鑫,黄龙旺,赵杭
受保护的技术使用者:重庆邮电大学
技术研发日:
技术公布日:2024/4/17
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