[發明專利]一種基于深度學習的救援落水汽車的自動導航方法

有效

• 申請號: 202011244272.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112232299B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 姜文剛;張帆
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V10/774;G06V10/82;G06V20/56;G06T7/73;G06T7/62;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

1.一種基于深度學習的救援落水汽車的自動導航方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A1：建立汽車落水的圖像數據集；

步驟A2：將建立好的數據集按照一定的比例進行劃分，從而將整個數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集；

步驟A3：利用LabelImg標注工具，對數據集里的圖像中的落水汽車在原始圖像中的位置進行相應的標注，并且以xml的文件格式存儲每張圖片生成的標注信息；

步驟A4：將數據集放到YOLO-v4的深度學習目標檢測網絡中進行相應的訓練，從而能得到最終的檢測汽車落水的網絡模型；

步驟A5：監控攝像頭將拍攝到的圖像輸入到由步驟A1至A4建立的深度學習網絡模型內，從而判斷出該水域里是否有汽車落水，若檢測出有汽車落水，在監控畫面中框選出落水的汽車；

步驟A6：救援裝置根據圖像信息自動導航至汽車落水位置進行救援。

2.根據權利要求1所述的一種基于深度學習的救援落水汽車的自動導航方法，其特征在于，步驟A6中自動導航方法步驟如下：

步驟B1：當裝在裝置上的監控攝像頭將周圍水域的圖像輸入進來后，測出輸入圖像的長度h和寬度w，接著以圖像最右上角為頂點坐標(0,0)，畫出一個長為h和寬為w的矩形框。找到該矩形框的中心坐標點，即(h/2,w/2)，此坐標設置為攝像頭的正方向，而攝像頭的方向則控制著整個裝置的方向，若攝像頭方向為正方向，則裝置前行；

步驟B2：根據步驟A5，當檢測到有汽車落水，會給出落水汽車的檢測框；記錄下此時檢測框的坐標信息(x,y,h1,w1),其中x，y為檢測框的頂點坐標，h1為檢測框的長度，w1為檢測框的寬度；

步驟B3：根據步驟B2得到的檢測框坐標信息，找到該檢測框的中心點坐標，即(x+(h1/2),y+(w1/2))，然后將該檢測框的中心點坐標與矩形框的中心點坐標做比較，來調整裝置前進方向；

步驟B4：在裝置前進過程中，會根據矩形框面積和檢測框面積的比值來判斷裝置是否到達落水汽車旁邊。

3.根據權利要求2所述的一種基于深度學習的救援落水汽車的自動導航方法，其特征在于，步驟B3中調整方向的方法為：

(1)若h/2＝x+(h1/2)，w/2＝y+(w1/2)，則判斷為此時攝像頭正對準著落水汽車，此時裝置可以前進；

(2)若h/2x+(h1/2)，w/2＝y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的左邊位置。此時控制攝像頭向左轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(3)若h/2x+(h1/2)，w/2y+(w1/2)，則判定落水汽車在攝像頭正方向的左上方位置。此時控制攝像頭向左上方轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(4)若h/2＝x+(h1/2)，w/2y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的上邊位置。此時控制攝像頭向上轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(5)若h/2x+(h1/2)，w/2y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的右上方位置。此時控制攝像頭向右上方轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(6)若h/2x+(h1/2)，w/2＝y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的右方位置。此時控制攝像頭向右方轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(6)若h/2x+(h1/2)，w/2y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的右下方位置。此時控制攝像頭向右下方轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(7)若h/2＝x+(h1/2)，w/2y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的下方位置。此時控制攝像頭向下轉動，直至滿足條件(1)裝置前行；

(8)若h/2x+(h1/2)，w/2y+(w1/2),則判定落水汽車在攝像頭正方向的左下方位置。此時控制攝像頭向左下方轉動，直至滿足條件(1)裝置前行。

4.根據權利要求2所述的一種基于深度學習的救援落水汽車的自動導航方法，其特征在于，根據步驟B1和步驟B3得到的矩形框的信息與檢測框的信息，得到矩形框面積為S＝h*w，檢測框面積為S1＝h1*w1，接著兩個面積做除法運算：T＝S1/S，其中T為兩個面積之比，最后根據如下方法，來判斷裝置是否到達落水汽車旁邊：

(1)若T＝0.6，則表示裝置已經到達落水汽車身邊，此時裝置可以展開救援。

(2)若T0.6,則表示裝置已經還未到達落水汽車身邊，此時裝置可以僅需前行。