[發(fā)明專利]一種基于SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的無人船路徑跟蹤方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010911382.9
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112070803A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛愿;李文戰(zhàn);周旭;劉碩;黃宜慶;葉剛;高文根
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/66;G06K9/62
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

本發(fā)明公開了一種基于SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的無人船路徑跟蹤方法，具體包括如下步驟：S1、獲取視頻流，所述視頻流圖像中包括目標無人船；S2、將視頻流中的圖像依次輸入SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出含有檢測框的目標無人船圖像；S3、提取檢測框內(nèi)目標無人船圖像中關(guān)鍵點的位置，并進行存儲；S4、基于時間順序?qū)⑺械年P(guān)鍵點位置進行輸出，即生成了目標無人船的行駛路徑。獲取無人船的圖像中的關(guān)鍵點位置，將關(guān)鍵點位置基于時間舒順序進行顯示，則形成了無人船的行駛路徑，通過圖像梳理的方法來獲取無人船的行駛路徑，減小無人船路徑的監(jiān)測成本，且能將無人船路徑進行直觀的顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于路徑跟蹤領(lǐng)域，涉及一種基于SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的無人船路徑跟蹤方法。

背景技術(shù)

在無人艇海上航行時，難免會遇到一些障礙物，比如正在航行的船舶，以及在海上作業(yè)的船舶。為了在無人艇海上航行時的安全，進行海上船舶的路徑跟蹤也是必不可少的。現(xiàn)有船舶的路徑跟蹤大多是基于雷達或GPS定位傳感器來跟蹤無人船的路徑，上述路徑跟蹤方式存在成本高昂，且路徑顯示不直觀的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的無人船路徑跟蹤方法，基于無人船的圖像來進行路徑的跟蹤。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的無人船路徑跟蹤方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、獲取視頻流，所述視頻流圖像中包括目標無人船；

S2、將視頻流中的圖像依次輸入SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出含有檢測框的目標無人船圖像；

S3、提取檢測框內(nèi)目標無人船圖像中關(guān)鍵點的位置，并進行存儲；

S4、基于時間順序?qū)⑺械年P(guān)鍵點位置進行輸出，即生成了目標無人船的行駛路徑。

進一步的，所述檢測框為矩形框，關(guān)鍵點為檢測框的中心點。

進一步的，通過檢測框的兩個頂點坐標計算中心點坐標Center，其計算公式具體如下：

其中，為中心點Center的坐標，(xx1,yy1)為檢測框中距原點最近的第一個頂點坐標，(xx2,yy2)為檢測框中距原點最遠的第一個坐標。

進一步的，對SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行改進，改進后的SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第七層加入L2正則化懲罰項，降低第七層的特征敏感度。

進一步的，L2正則是基于L2范數(shù)實現(xiàn)的，即：

其中，C為正則化項，C₀表示正則化項的訓(xùn)練樣本誤差，n是訓(xùn)練樣本個數(shù)，λ是正則項系數(shù)，ω_i為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中第i個神經(jīng)元的權(quán)重。

進一步的，在步驟S1之前還包括：

構(gòu)建船舶目標的樣本集，樣本集包括訓(xùn)練樣本集及測試樣本集；

基于訓(xùn)練樣本集對SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對進行訓(xùn)練；

基于測試樣本集對訓(xùn)練后的SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行測試，當訓(xùn)練后的SSD 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的識別準確率大于準確率閾值，則輸出訓(xùn)練后的SSD神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

本發(fā)明通過獲取無人船的圖像中的關(guān)鍵點位置，將關(guān)鍵點位置基于時間舒順序進行顯示，則形成了無人船的行駛路徑，通過圖像梳理的方法來獲取無人船的行駛路徑，減小無人船路徑的監(jiān)測成本，且能將無人船路徑進行直觀的顯示。

附圖說明