[發(fā)明專利]一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310073055.4
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116012450A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李森;胡玉龍;劉品;陳皓;李珂;唐藝菁
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/246;G06V20/17;G06V10/82;G06V10/74;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：從不同高度及角度采集航拍車輛圖像，并標(biāo)注圖像中的車頭及車輛，生成航拍車輛訓(xùn)練集，并對航拍車輛訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練，生成目標(biāo)檢測模型；

S2：對目標(biāo)檢測模型進(jìn)行輕量化，并將輕量化后的目標(biāo)檢測模型部署在GPU嵌入式開發(fā)板上；

S3：將搭載有云臺攝像機的GPU嵌入式開發(fā)板安裝在無人機上，獲取航拍圖像，并將獲取到的航拍圖像輸入到輕量化后的目標(biāo)檢測模型，獲得目標(biāo)檢測結(jié)果；

S4：根據(jù)目標(biāo)檢測結(jié)果分別計算車頭和車輛檢測框的重疊率，實現(xiàn)車輛和對應(yīng)車頭的關(guān)聯(lián)，然后連接車輛和車頭的質(zhì)心，計算車輛的姿態(tài)角；

S5：根據(jù)目標(biāo)檢測結(jié)果，以歐氏距離作為相鄰幀目標(biāo)間的相似度度量，建立關(guān)聯(lián)矩陣，求解全局最優(yōu)匹配，對最優(yōu)匹配結(jié)果進(jìn)行篩選，得到目標(biāo)跟蹤結(jié)果，將目標(biāo)跟蹤結(jié)果與車輛姿態(tài)角進(jìn)行匹配，獲得目標(biāo)的實時位姿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，S1中采用YOLOv5s網(wǎng)絡(luò)對航拍車輛訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，目標(biāo)檢測模型的輕量化是對目標(biāo)檢測模型進(jìn)行壓縮和優(yōu)化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，車頭和車輛檢測框的重疊率計算公式為：

其中，分別為車頭i和車輛j的檢測框的面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，車輛姿態(tài)角的計算公式為：

其中，(x₁,y₁)和(x₂,y₂)分別為車頭和車輛的質(zhì)心坐標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，關(guān)聯(lián)矩陣為：

其中，表示第t幀中檢測到的第i個車輛，M和N分別表示第t幀和第t+1幀中檢測出來的目標(biāo)個數(shù)，表示車輛之間的歐氏距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，求解全局最優(yōu)匹配采用匈牙利算法。

8.一種多目標(biāo)位姿實時在線估計系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1-7任一所述一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法，其特征在于，包括：

訓(xùn)練集模塊：用于從不同高度及角度采集航拍車輛圖像，并標(biāo)注圖像中的車頭及車輛，生成航拍車輛訓(xùn)練集，并對航拍車輛訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練，生成模型；

部署模塊：用于對目標(biāo)檢測模型進(jìn)行輕量化，并將輕量化后的目標(biāo)檢測模型部署在GPU嵌入式開發(fā)板上；

檢測模塊：將搭載有云臺攝像機的GPU嵌入式開發(fā)板安裝在無人機上，獲取航拍圖像，并將獲取到的航拍圖像輸入到輕量化后的目標(biāo)檢測模型，獲得目標(biāo)檢測結(jié)果；

計算模塊：用于根據(jù)目標(biāo)檢測結(jié)果分別計算車頭和車輛檢測框的重疊率，實現(xiàn)車輛和對應(yīng)車頭的關(guān)聯(lián)，然后連接車輛和車頭的質(zhì)心，計算車輛的姿態(tài)角；

位姿獲取模塊：用于根據(jù)目標(biāo)檢測結(jié)果，以歐氏距離作為相鄰幀目標(biāo)間的相似度度量，建立關(guān)聯(lián)矩陣，求解全局最優(yōu)匹配，對最優(yōu)匹配結(jié)果進(jìn)行篩選，得到目標(biāo)跟蹤結(jié)果，將目標(biāo)跟蹤結(jié)果與車輛姿態(tài)角進(jìn)行匹配，獲得目標(biāo)的實時位姿。

9.一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述一種多目標(biāo)位姿實時在線估計方法的步驟。