一种基于多无人机的监控装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113970931A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202010708393.7(22)申请日2020.07.22(71)申请人海鹰航空通用装备有限责任公司地址102445北京市房山区长阳镇昊天北大街48号208号楼四层(72)发明人陈占田晓威刘忠诚毛飞安宁(51)Int.Cl.G05D1/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于多无人机的监控装置和方法(57)摘要本发明提一种基于多无人机的监控装置和方法，一种基于多无人机的监控装置，包括n架无人机、n套视觉采集系统和地面站，n架无人机分为主机和从机，每架无人机上设有机载计算机、卫星定位系统和视觉采集系统，从机将获得的定位、图像和检测结果发送给主机，主机将自身数据和从机数据传送给地面站，地面站对监控区域进行子区域划分、设定主机和从机、规划飞行航迹、对获得的图像按照相同的目标检测算法进行检测，将获得的检测结果和无人机检测过的同一时刻图像的检测结果做比较，完成问题点的检测。本发明在带宽有限的情况下，减少了地面站对多无人机的控制难度，缩短了图案计算的时间，提高了计算效率，实现了多无人机监控的实际操作性。CN113970931ACN113970931A权利要求书1/2页1.一种基于多无人机的监控装置，其特征在于，包括n架无人机、n套视觉采集系统和地面站，n架无人机分为主机和从机，所述的主机与地面站数据链接，所述的从机与负责本区域的主机数据链接；所述的每架无人机上设有机载计算机、卫星定位系统和视觉采集系统，所述的视觉采集系统将拍摄到的图像发送给机载计算机，所述的机载计算机对接收到的图像按照目标检测算法进行检测，所述的卫星定位系统将获得的无人机的定位发送给机载计算机，所述的从机将获得的定位、图像和检测结果发送给主机，所述的主机将自身数据和从机数据传送给地面站，所述的地面站对监控区域进行子区域划分，并根据划分的子区域设定主机和从机，将每个子区域的主机和从机的飞行航迹进行规划，并将规划好的航迹发送给主机的机载计算机，由主机发送给其分管的从机；所述的地面站对获得的图像按照相同的目标检测算法进行检测，将获得的检测结果和无人机检测过的同一时刻图像的检测结果做比较，完成问题点的检测。2.根据权利要求1所述的一种基于多无人机的监控装置，其特征在于，所述的子监测区域的划分采用凸多边形分割算法进行计算。3.根据权利要求1所述的一种基于多无人机的监控装置，其特征在于，所述的目标检测算法采用CenterNet目标检测算法。4.根据权利要求1所述的一种基于多无人机的监控装置，其特征在于，所述的主机的个数和每个主机下从机的个数根据子区域的大小和个数进行选择。5.根据权利要求1所述的一种基于多无人机的监控装置，其特征在于，在地面站检出问题点后，可由人工进行进一步的确认，保证报警的正确性。6.如权利要求1-5所述的一种基于多无人机的监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据所用无人机监测飞行时的飞行高度、机载相机的采集图像范围、无人机飞行时间、燃油量、无人机架数等参数，对无人机的待检测区域进行分割，得到无人机的飞行子区域；设置每个飞行子区域的主机和从机的数量；对每个飞行子区域的无人机飞行航迹进行规划，得到无人机飞行监测的航迹；无人机按照规划好的航迹飞行，获取待监测区域的图像数据和GPS数据；根据获取的图像数据，机载计算机根据目标检测算法对图像数据进行按照目标检测方法进行检测，从机将图像数据和检测结果发送给主机；主机将从机和自身获得的图像数据、检测结果和GPS数据发送给地面站；地面站接收到图像数据后按照相同的目标检测算法对图像数据按照目标检测方法进行处理，和机载计算机计算的检测目标做比较，得到最终的结果。7.根据权利要求6所述的一种基于多无人机的监控方法，其特征在于，所述的航迹规划方法按照平行搜索法进行规划，以转弯次数最少的方向为搜索方向。8.根据权利要求6所述的一种基于多无人机的监控方法，其特征在于，所述的机载计算机在处理图像时，利用CPU模块和GPU模块对前后视频帧同时进行处理，即处理本帧视频流时利用空余的资源预处理下一帧图像。2CN113970931A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的一种基于多无人机的监控方法，其特征在于，所述的利用CPU模块和GPU模块对前后视频帧同时进行处理具体方法为：S5.1在CPU模块中处理第一帧视频的矢量计算，计算完成后传送给GPU；S5.2在GPU中处理第一帧视频的矩阵计算，在此同时，CPU模块中进行第二帧视频的矢量计算；S5.3GPU将处理完的第一帧视频传送给CPU进行第二次矢量计算后，第一帧视频数据处理完毕；S5.4将CPU中的第二帧