[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于無人艇的智能目標搜索方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910735012.1
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110515378A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張靜;王慧;申梟
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/12;G01C11/04;G01S13/88
• 代理公司: 61205 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 陳宏社;王品華<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于無人艇的智能目標搜索方法，屬于無人裝置智能檢測技術(shù)領(lǐng)域，解決了由于海洋環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，圖像分辨率低且目標背景對比度低，常常出現(xiàn)錯檢，誤檢的問題，實現(xiàn)步驟包括：初始化智能目標搜索系統(tǒng)；岸基計算機對其搭載的目標檢測網(wǎng)絡(luò)yolov3進行訓(xùn)練；岸基計算機規(guī)劃水面無人艇的全局路徑并發(fā)送；艇載全景相機設(shè)備及艇載雷達設(shè)備獲取水面無人艇沿全局路徑巡航過程中的海面環(huán)境信息；艇載計算機獲取海面環(huán)境高清視頻；艇載計算機對海面環(huán)境信息進行目標檢測；艇載計算機判斷水面無人艇是否靠近疑似目標點；艇載計算機對水面無人艇已靠近的疑似目標點進行判定；艇載計算機獲取待搜索目標的位置信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人裝置智能檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于無人艇的智能目標搜索方法，可用于在無人艇上智能分析實時狀態(tài)并做出相應(yīng)的智能處理，以實現(xiàn)自主目標搜索的功能。

背景技術(shù)

水面無人艇因其優(yōu)異的性能在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，比如目標搜索、環(huán)境感知、情報收集、反潛等方面，尤其是目標搜索領(lǐng)域，近年來有越來越多的算法可以使無人艇自主的進行任務(wù)規(guī)劃、路徑規(guī)劃，結(jié)合目標檢測算法實現(xiàn)目標搜索。無人艇海上目標搜索是無人艇的最主要的功能，目前的目標搜索方法主要是采用海上紅外圖像進行處理，但由于海洋環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，圖像分辨率低且目標背景對比度低，常常出現(xiàn)錯檢，誤檢的問題，因此高效精確的海上目標搜索成為無人艇應(yīng)用中亟待解決的問題。現(xiàn)有的無人艇目標搜索方法，僅考慮了在不同的天氣及水文情況下如何更精確地進行目標的搜索與定位，例如，申請公開號為CN109188421A，名稱為“一種用于無人搜救艇的海上搜救系統(tǒng)及方法”的專利申請，提出了一種用于無人搜救艇的海上搜救方法，根據(jù)不同的天氣狀況，對可見光相機拍攝的視頻進行目標檢測或紅外熱成像儀的成像位置進行跟蹤，并使用雷達測距獲得待搜救目標的位置，并將待搜救目標的位置信息輸出給計算機，搜救人員根據(jù)回傳的信息實施搜救。該方法在一定程度上提高無人艇在不同的天氣類型和環(huán)境條件下目標搜索的準確性，減少了搜索過程所付出的代價，但由于未對無人艇搜索時的路徑進行實時的規(guī)劃納入考慮，并且在目標搜索的過程沒有融合多種圖像信息，使無人裝置整個檢測過程的算法流程缺少準確性和高效性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種應(yīng)用于無人艇的智能目標搜索方法，融合了多種圖像信息，能夠?qū)崟r地分析目標狀態(tài)進行路徑規(guī)劃，進而實現(xiàn)復(fù)雜的目標搜索任務(wù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的高效性欠缺、準確性不夠高的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括如下步驟：

(1)初始化智能目標搜索系統(tǒng)：

(1a)建立包括岸基計算機、水面無人艇、艇載計算機、艇載激光測距設(shè)備、艇載雷達設(shè)備、艇載全景相機設(shè)備與艇載可見光相機的智能目標搜索系統(tǒng)，所述艇載全景相機設(shè)備，包括位于同一平面且等間距周向分布的8個廣角攝像機；

(1b)設(shè)置yolov3為岸基計算機和艇載計算機的目標檢測網(wǎng)絡(luò)；設(shè)置艇載計算機的目標檢測概率下限閾值為M，設(shè)置艇載計算機的目標檢測最大誤差距離為D和目標檢測規(guī)定時間為T；

(1c)獲取海面上拍攝的K幅存在待檢測目標的海面環(huán)境圖像，并對每幅圖像進行標注，然后將K幅海面環(huán)境圖像以及每幅圖像對應(yīng)的標簽作為訓(xùn)練樣本集，K≥500；

(2)岸基計算機對其搭載的目標檢測網(wǎng)絡(luò)yolov3進行訓(xùn)練：

岸基計算機將訓(xùn)練樣本集作為該岸基計算機搭載的目標檢測網(wǎng)絡(luò)yolov3的輸入，對其進行n次迭代訓(xùn)練，得到目標檢測網(wǎng)絡(luò)yolov3模型，并將其發(fā)送至艇載計算機，n≥5000；

(3)岸基計算機規(guī)劃水面無人艇的全局路徑并發(fā)送：