[發明專利]基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法

有效

• 申請號: 201810059695.9
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108426580B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 謝桂輝;趙娟;簡旭;胡江南;魏彥峰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01C21/26
• 分類號: G01C21/26;G01C21/34
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄;金慧君

1.一種基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，無人機搭載微控制器、攝像頭和無線通信模塊于預設高度無自旋飛行，智能車車燈以預設頻率閃爍，智能車與目的地之間的障礙物上均設置目標燈，其特征在于，包括如下步驟：

S1距離所述智能車最近的目標燈亮起，所述攝像頭以預設頻率采集所述智能車車燈與所述目標燈圖像；

S2所述微控制器根據所述智能車車燈和所述目標燈閃爍頻率判斷出所述圖像中的智能車和目標燈，并建立坐標系分別確定所述智能車與所述目標燈的坐標，無線通信模塊傳輸所述坐標至所述智能車；

S3所述智能車根據所述坐標計算出所述智能車與所述目標燈之間的角度，并通過角度傳感器獲得所述智能車實時運動角度，并根據所述智能車與所述目標燈之間的角度和所述智能車實時運動角度的差值調整運動方向向著所述目標燈運動；

S4所述智能車到達所述目標燈預設距離時所述目標燈熄滅，重復步驟S1、S2和S3直至所有目標燈熄滅。

2.如權利要求1所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于，所述步驟S4還包括：所述目標燈熄滅后，所述智能車搭載的超聲波探測儀探測出安裝所述熄滅目標燈的障礙物時，調整運動方向繞開障礙物。

3.如權利要求1所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

S2.1將所有圖像二值化轉化為黑白圖像；

S2.2采用連通域算法，依次掃描每張圖像上周圍存在6個白點的中心白點，直至掃描到僅具有1個中心白點的圖像，設定該圖像為第一目標圖像，設定該第一目標圖像的中心白點坐標為目標燈坐標(X1,Y1)；

S2.3設定N＝1；

S2.4掃描所述第一目標圖像后續的第N圖像，若所述第N張圖像具有1個中心白點，到步驟S2.5，若所述第N張圖像具有兩個中心白點，到步驟S2.6；

S2.5將所述第N張圖像中心白點的坐標更新為目標燈坐標(X1,Y1)，然后N加1，到步驟2.4；

S2.6將所述第N張圖像中與目標燈坐標距離近的中心白點坐標更新為目標燈實時坐標(X1,Y1)，距離遠的中心白點坐標為智能車車燈實時坐標，設為(X2,Y2)；

S2.7對數據(X1,Y1,X2,Y2)添加保證數據有效性的幀頭FF和幀尾FE校驗位，組成格式為“FF,X1,Y1,X2,Y2,FE”的坐標數據，并通過無線通信模塊傳輸至所述智能車。

4.如權利要求1所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于：所述攝像頭圖像采集頻率為所述智能車車燈閃爍頻率的1～1.5倍。

5.如權利要求1所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于：所述微控制器根據所述圖像中燈光強度判斷出智能車和目標燈，圖像中燈光強度發生變化的點為所述智能車車燈，燈光強度不變的點為所述目標燈。

6.如權利要求1所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于：所述智能車通過調整智能車舵機轉向和控制左右輪差速大小來調整所述智能車運動方向。

7.如權利要求6所述的基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，其特征在于：所述智能車通過PID控制器控制電機轉速從而控制左右輪差速，且通過PID控制器控制舵機轉向。