[發明專利]一種基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法及其系統

有效

• 申請號: 202010447305.2
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111709308B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 翟懿奎;張俊亮;余翠琳;王金鑫;王天雷;徐穎;甘俊英;曾軍英
• 申請（專利權）人: 未來航空科技（江門）有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q50/26;G01S5/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 孫浩

1.一種基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，包括：

獲取無人機身上搭載的攝像頭拍攝的海上遇險現場的圖像信息；

輸入所述圖像信息至YOLOv3小目標檢測模型，提取候選區域；計算所述候選區域對應的存在遇險人員的置信度，根據所述置信度得到遇險人員的目標信息；

根據所述目標信息，測量遇險人員的求救信號，經過基于接收信號強度定位算法，獲取信號強度指示信息；

根據所述信號強度指示信息，利用基于多無人機的巡邏算法，得到遇險人員的定位信息，包括：所述無人機以最大化定期測量所述信號強度指示信息的方式移動，所述信號強度指示信息進行如下的操作處理：

R_i,j(k)＝h(d_i,j(k))+v_i,j(k)

其中，R_i,j(k)是從第j個遇險人員到第i個無人機的測量所述信號強度指示信息的第k個樣本，v_i,j(k)是零相關且方差為δ²的不相關測量噪聲，h(d_i,j(k))是第j個遇險人員與第i個無人機之間的距離d_i,j(k)的遞減函數，其公式如下：

其中，R₀是在給定距離d₀處的信號強度，α是衰減系數，K為無單位常數；

第j個遇險人員位置向量u_v,j(k)進行如下的操作處理：

A_i(k)u_v,j(k)＝b_i,j(k)

其中，向量b_i,j(k)為d_i,j(k)的平方差向量，矩陣A_i(k)為第i個無人機坐標的位移矩陣；

定期重復獲取所述定位信息，得到遇險人員的跟蹤定位信息；

將所述跟蹤定位信息發送給搜救船隊。

2.根據權利要求1所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOv3小目標檢測模型對單元格的劃分進行調整，把所述圖像信息劃分為21×9個單元格。

3.根據權利要求2所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOv3小目標檢測模型包括多個3×3的卷積層和多個1×1的卷積層。

4.根據權利要求3所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOv3小目標檢測模型利用小人物檢測數據集進行訓練學習。

5.根據權利要求4所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOv3小目標檢測模型還包括用于保持額外訓練集和所述小人物檢測數據集尺度一致的尺度匹配算法。

6.根據權利要求4所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述YOLOv3小目標檢測模型還通過多次復制粘貼的方式增強所述圖像信息中小目標圖像的識別。

7.根據權利要求1所述的基于無人機的海上遇險人員檢測和跟蹤方法，其特征在于，所述遇險人員的定位信息還包括偏差角其計算公式如下：

其中，和為利用最小二乘法估計函數導出估計的第j個遇險人員位置矢量的坐標向量。