[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

本發明提供一種基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法，包括如下步驟：S1目標燈隨機亮起，攝像頭以預設頻率采集智能車車燈與目標燈圖像；S2微控制器根據智能車車燈和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智能車與目標燈的坐標，無線通信模塊傳輸坐標至智能車；S3智能車根據所述坐標計算出智能車與目標燈之間角度，并通過角度傳感器獲得實時運動角度，根據智能車與目標燈之間角度和實時運動角度的差值調整智能車運動方向；S4智能車到達目標燈預設距離時目標燈熄滅，重復步驟S1、S2和S3直至所有目標燈熄滅。本發明的有益效果：對智能車運動地形無特殊要求，障礙物形狀無限制，提高了環境適應能力。

技術領域

本發明涉及無人機與智能車交叉領域，尤其涉及一種基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法。

背景技術

隨著我國低空空域的全面開放，國內多旋翼無人機產業進入了高速發展的時期。多旋翼無人機具有體積小、垂直起降、空中懸停、全方向飛行等優點，可在空中簡單而有效地獲取更加全面的地面信息，而且其位置的切換和固定簡單易行，并可搭載一定量的物品。而且多旋翼由于其具有成本低廉、操作簡單和運行安全等特點，因而被廣泛應用于軍事、民事和科學研究等多個領域。在科技越來越發達的今天，人們對車輛的安全性能也日益重視，車輛的無人駕駛引起廣泛關注。而實際上，無人駕駛汽車就是一種移動機器人，最早的研究動力是基于軍事需求，而如今無人駕駛汽車在先進制造業、自動化倉儲、現代物流、太空探索等領域有著廣闊的應用前景，且在探險、危險品處理、導盲等方面，也起著非常重要的作用。

攝像頭導航智能車是無人駕駛車的一個分支，涉及車輛工程、計算機科學、自動控制、人工智能、傳感器及圖像處理等多個學科，因其多學科交叉性的特點，以及圖像傳感器的機器視覺、與外界交通環境間的信息交互等關鍵技術，成為相關領域的研究熱點。智能車在某些GPS低覆蓋的區域，其對環境的感知能力較差，不能高效、全面的獲取周圍環境的詳細情況，且由于視野較小，不能對智能車進行有效的軌跡規劃，而無人機恰好具有全局視野，兩者結合，可以彌補智能車的缺點，達到高效的軌跡規劃。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了基于圖像識別的無人機與智能車協同導航方法。

本發明的實施例提供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，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。

進一步地，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。

進一步地，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；