[發(fā)明專利]基于顏色空間學(xué)習(xí)的無人機(jī)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611153787.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN108230389B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴百勝;章磊;朱純午
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州迅蟻網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 臺(tái)州杭欣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33333
• 代理人: 潘欣欣

本發(fā)明公開了基于顏色空間學(xué)習(xí)的無人機(jī)定位方法，包括以下步驟，選定一個(gè)合作目標(biāo)；定義一個(gè)深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)；通過SGD算法最小化L的值，求解出深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值；取一幅測(cè)試圖像Z_t，將Z_t輸入到輸入模型M中，然后輸出此時(shí)的S，然后計(jì)算Y_t；得出合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；得出四個(gè)合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，取四個(gè)合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)的均值，所述均值則為定位結(jié)果。本發(fā)明不需要人為設(shè)置閾值，并且可以通過豐富的樣本，適應(yīng)大量的環(huán)境變化。相比較于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換顏色空間的方法，本方法通過樣本，能夠?qū)W習(xí)到更適宜、更復(fù)雜，且是非線性的顏色空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)定位方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有無人機(jī)定位方法通過相機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍攝，在圖像中檢測(cè)目標(biāo)的位置，從而反推出目標(biāo)在無人機(jī)坐標(biāo)系下的位置，其中目標(biāo)是已知特征的合作目標(biāo)。其缺點(diǎn)是，利用圖像對(duì)目標(biāo)檢測(cè)容易受到環(huán)境變化的影響。如當(dāng)合作目標(biāo)是紅色的方塊，在不同的光照和氣候環(huán)境下，相機(jī)拍攝出的目標(biāo)圖像變化比較大，如果用傳統(tǒng)的二值法，需要人工地在不同的環(huán)境下設(shè)置不同的閾值，且閾值的設(shè)置依賴經(jīng)驗(yàn)，這大大降低了定位的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有產(chǎn)品中不足，提供一種基于顏色空間學(xué)習(xí)的無人機(jī)定位方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

基于顏色空間學(xué)習(xí)的無人機(jī)定位方法，包括以下步驟：

(1)、選定一個(gè)合作目標(biāo)，所述合作目標(biāo)是一個(gè)正方形的具有顏色C的顏色塊Q，其中Q的物理邊長為l，將有N幅帶有合作目標(biāo)圖像的集合標(biāo)記為I，將有N幅帶有標(biāo)記圖像的集合標(biāo)記為Y，標(biāo)記圖像中像素值為1的區(qū)域代表顏色C的區(qū)域，其它區(qū)域的像素值為0；

(2)、定義一個(gè)深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，將合作目標(biāo)圖像的集合I和帶有標(biāo)記圖像的集合Y都輸入到深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中，然后輸出L、S、Si，j，k，所述Si，j，k為S中坐標(biāo)為i,j,k的一個(gè)元素，所述S為每個(gè)像素點(diǎn)在學(xué)習(xí)到的顏色空間中的表示；

(3)、通過SGD算法最小化L的值，求解出深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值，得出此時(shí)參數(shù)值對(duì)應(yīng)的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)的深度神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記為模型M；

(4)、取一幅測(cè)試圖像Z_t，將Z_t輸入到模型M中，然后輸出此時(shí)S，然后計(jì)算Y_t，所述所述S_:,:,k為此時(shí)S中第三維坐標(biāo)取k的所有值組成的矩陣，Y_t等于1的區(qū)域?yàn)轭A(yù)測(cè)的顏色C的區(qū)域Q，對(duì)區(qū)域Q計(jì)算最小外接正方形，將正方形中心的像素坐標(biāo)標(biāo)記為(c_x,c_y),將正方形的像素寬標(biāo)記為w；

(5)、將相機(jī)的內(nèi)參矩陣標(biāo)記為K，

所述f為相機(jī)的焦距，所述(u₀，v₀)為相機(jī)成像中心點(diǎn)，則合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)成像平面的齊次坐標(biāo)為：

所述K^-1為矩陣K的逆矩陣；

(6)、得出合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為：

(7)、選取四個(gè)不同顏色C的合作目標(biāo)，所述四個(gè)不同顏色的合作目標(biāo)呈田字型排布，得出四個(gè)合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，取四個(gè)合作目標(biāo)圖像的中心點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)的均值，所述均值則為定位結(jié)果。