[發明專利]基于計算機視覺中運動顯著性感知的無人機集群機動方法

有效

• 申請號: 202110376657.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112802062B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 肖延東;齊景濤;白亮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06K9/00;G05D1/10
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種基于計算機視覺中運動顯著性感知的無人機集群機動方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取中心個體視域范圍內鄰居個體的視覺圖像信息；所述鄰居個體是進入中心個體視域范圍內的無人機；所述中心個體是獲取視覺圖像信息的無人機；

根據中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體；所述個體參考坐標系是以中心個體在絕對坐標系中的速度為X軸，根據右手法則構建的；

根據所述中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體的估算速度；

根據所述運動顯著性最大鄰居個體的估算速度對個體間的速度依附交互進行修正，得到速度交互項；

構建所述中心個體在絕對坐標系中的運動模型，所述運動模型包括：自驅動個體的慣性、位置交互項以及所述速度交互項；所述位置交互項是由于個體位置關系引起的受力情況，當個體間的距離大于設置的距離閾值時為吸引力，當個體間的距離小于設置的距離閾值時為排斥力；

根據所述運動模型得到所述中心個體的絕對速度，并利用所述絕對速度對所述中心個體在絕對坐標系中的位置進行更新；

其中：根據所述運動顯著性最大鄰居個體的估算速度對個體間的速度依附交互進行修正，得到速度交互項，包括：

根據所述運動顯著性最大鄰居個體的估算速度、所述中心個體在個體參考坐標系中的相對速度以及校準系數，對個體間的速度依附交互進行修正，得到速度交互項；所述速度交互項的計算公式為：

其中：表示中心個體在個體參考坐標系中的相對速度，表示在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體的估算速度；為校準系數，表示速度交互項。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體，包括：

根據中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，采用目標檢測工具對所述固定歷史時間段內的視覺圖像信息進行識別處理，得到所述鄰居個體在所述中心個體視網膜上的投影；

根據所述投影和投影大小，采用計算攝影中標定測距方法，得到所述鄰居個體與所述中心個體的距離；

根據所述投影和所述距離，得到鄰居個體在中心個體視域中的視覺向量；

將所述視覺向量通過坐標轉換，得到所述鄰居個體在所述個體參考坐標系中的位置；

根據所有鄰居個體在固定歷史時間段內的所述投影，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所有鄰居個體在固定歷史時間段內的所述投影，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體，包括：

根據所有鄰居個體在固定歷史時間段內的所述投影，計算得到所有鄰居個體在固定歷史時間段內在中心個體視網膜上呈現出的投影位置變化；

將所述投影位置變化最大的鄰居個體作為運動顯著性最大鄰居個體，所述運動顯著性最大鄰居個體確定的公式為：

其中表示在中心個體的視網膜上投影的鄰居個體數量，表示當前時刻個體間豎直平面內相對方向，表示時刻個體間豎直平面內相對方向，表示當前時刻個體間水平面內相對方向，表示時刻個體間水平面內相對方向，m表示運動顯著性最大鄰居個體。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，確定在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體的估算速度，包括：

根據中心個體存儲的固定歷史時間段內的視覺圖像信息，得到在個體參考坐標系中運動顯著性最大鄰居個體在上一時刻和當前時刻的位置；

將運動顯著性最大鄰居個體在上一時刻和當前時刻的位置的變化率作為所述運動顯著性最大鄰居個體的估算速度。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，構建所述中心個體在絕對坐標系中的運動模型，包括：

根據所述中心個體在個體參考坐標系中的相對速度以及所述中心個體的自驅動常數和慣性系數，得到自驅動個體的慣性項；

根據鄰居個體與中心個體之間的預定距離閾值、所有鄰居個體與中心個體的所述距離以及權重的常數，得到個體間的位置交互項；

根據所述自驅動個體的慣性、所述位置交互項以及所述速度交互項，并通過坐標轉換，得到在絕對坐標系中所述中心個體在無人機集群中的運動模型；所述運動模型表達式為：

其中：表示個體自驅動和慣性項；表示位置交互項，表示速度交互項；表示根據構建的個體參考坐標系轉化到絕對坐標系的轉換公式；表示在絕對坐標系中個體的絕對速度向量，表示運動顯著性最大鄰居個體的估算速度。