恭喜武汉大学张毅获国家专利权
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龙图腾网恭喜武汉大学申请的专利一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115933718B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211385768.6,技术领域涉及:G05D1/49;该发明授权一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法是由张毅;杨见兵;黄飞;孙启浩设计研发完成,并于2022-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法,以搭载了全景相机的四旋翼无人机为载体,将全景SLAM算法与目标识别与避障算法融合,实现无人机在位置环境的自主飞行。本套无人机自主飞行技术首先依靠全景SLAM在未知环境中完成环境地图构建的同时进行自我定位,并利用YOLOv5算法对视野内的物体目标识别,判断出障碍物位置信息后结合定位信息,以D*Lite算法实时进行自主避障与路径规划。本套系统具有以下优点:体积小,成本低,适用场景广泛,定位准确,识别与避障过程可自动化、智能化完成,减少人工干预,提高作业效率。
本发明授权一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法在权利要求书中公布了:1.一种融合全景SLAM与目标识别的无人机自主飞行技术方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,搭建轻小型无人机平台;选择小轴距四旋翼无人机作为飞行平台,在无人机平台前端搭载全景相机,有效获取360°视角信息;将视频信息实时传输至机载电脑,进行实时计算,从而获取无人机飞行姿态以及场景感兴趣目标信息;再将飞行姿态数据传入飞控系统,自主控制无人机飞行;步骤2,利用全景相机采集环境影像,运行实时的全景SLAM,完成无人机的定位与自主飞行;步骤2的具体实现包括如下子步骤;步骤2.1,构建全景图像的成像模型,包括单镜头成像模型与多镜头成像模型,实现全景图像高效拼接,完成图像数据的球面映射;步骤2.2,利用SPHORB算法对步骤2.1映射的球面图像进行特征提取与匹配拼接;步骤2.3,根据步骤2.2提取的特征点对,通过对极约束求解相邻帧间的位姿变换关系,并采用非线性优化对特征点的三维坐标和相机位姿进行优化,使重投影误差最小,输出最优的相机位姿完成定位,并以此位姿对特征点进行变换拼接,完成建图;步骤3,基于目标识别技术,对实时图像中的物体进行检测,结合SLAM输出的定位信息,以目标物为终点规划最优路径,完成自主避障飞行;步骤3的具体实现方式如下;步骤3.1,以YOLOv5算法为目标识别算法,输入全景影像的目标数据集对神经网络模型进行训练,以训练后的模型对步骤2中传输的全景图像进行实时目标识别,输出识别结果;步骤3.2,利用步骤2.3中得到的相邻帧间时间差与位姿变换,推算飞行器速度、加速度和角速度,通过kalman滤波导航算法对飞行器位姿进行动态跟踪;在飞行过程中根据步骤3.1中识别的障碍物位置信息与飞行器实时定位信息,利用D*Lite搜索算法进行三维航迹规划,实现实时自主避障。
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