[发明专利]一种多机多目标动态定位系统及方法

权利要求书

1.一种多机多目标动态定位系统，其特征在于：包括无人机集群、地面站、通信网络，每架无人机搭载飞行控制器、机载计算机、机载摄像头、无线数传模块和RTK定位模块，地面站包括运行定位解算软件的PC、RTK基站和组网通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种多机多目标动态定位系统，其特征在于：所述多机多目标动态定位系统具体包括：

无人机集群：至少三架无人机；

机载摄像头：安装在无人机上，摄像头角度竖直向下，用于无人机飞行时，观测相关目标区域，并将图像实时传输给机载计算机；

飞行控制器：安装在无人机上，用于实时获取无人机姿态和位置信息并控制无人机进行飞行；

机载计算机：安装在无人机上，用于实时对摄像头采集的图像进行目标检测，并利用飞行控制器获取的信息以及相机参数进行数据处理；

无线数传模块：安装在无人机上，用于无人机与地面站进行数据和指令传输；

RTK定位模块：安装在无人机上，用于实时获取无人机自身高精度的定位信息；

通信网络：建立地面站与无人机集群的通信。

3.一种使用权利要求1或2所述的一种多机多目标动态定位系统的多机多目标动态定位方法，其特征在于：所述多机多目标动态定位方法包括如下步骤：

步骤一，采集目标的数据集，并利用深度学习目标检测网络进行训练，直至网络收敛；

步骤二，多架无人机对相关目标区域进行集群飞行，同时机载计算机通过机载摄像头实时获取相关区域的地面图像；

步骤三，机载计算机利用训练好的深度学习目标检测网络对机载摄像头获取的相关区域地面图像进行实时的目标检测；

步骤四，将检测出的每个图像目标中心点的图像位置坐标与无人机的相机内外参数、无人机姿态信息结合起来，通过坐标转换关系计算出载机NED坐标系下每个图像目标中心点与无人机之间的视线向量；

步骤五，将检测出的每个图像目标中心点的图像位置坐标，利用无人机自身坐标和姿态信息进行图像目标中心点匹配；

步骤六，利用无人机自身大地坐标系下的坐标信息对每个目标的视线向量数据进行联立求解，计算出每个目标在大地坐标系下的坐标信息。

4.根据权利要求3所述的一种多机多目标动态定位方法，其特征在于：所述步骤三具体包括：

无人机进行目标检测与定位时，每个目标应同时至少有两架无人机同时检测到，首先，机载计算机获取机载摄像头拍摄的实时地面图像，并利用训练好的深度学习目标检测网络来检测无人机航拍的地面图像中的所有目标，并输出检测结果；当无人机的机载摄像头检测到目标的同时，在图像中标注出每个目标的边界框，将每个目标边界框的中心设定为图像目标中心点；同时，机载计算机获取每个图像目标中心点所在无人机航拍图像坐标系下的像素坐标以及此时的无人机在大地坐标系下的位置与姿态信息。