[发明专利]一种多机多目标动态定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种多机多目标动态定位系统及使用定位系统的多机多目标动态定位方法，属于目标定位技术领域，系统包括无人机群、地面站、通信网络、飞行控制器、机载计算机和机载摄像头，使用定位系统利用坐标转换关系计算出每个目标中心与无人机之间的视线向量，结合无人机自身位置及姿态信息实现多目标动态定位，本发明不受地形因素影响且定位精准度高，可实现多动态目标同时定位。

技术领域

本发明属于目标定位技术领域，尤其是一种使用无人机群的多目标动态定位系统及计算方法。

背景技术

近年来，无人机的发展十分迅速，其具有体积小、造价低﹑使用灵活以及视野广阔等优势，已被广泛应用于侦察监视﹑抢险救灾和目标打击等领域。其中，对目标精准定位是无人机重要研究方向之一，无人机需要在侦察到目标的同时，解算出目标的坐标，是无人机应用研究领域的研究重点。

目前基于无人机进行目标定位的技术方案中，大多采用激光测距和机载相机云台获取地面目标与无人机的相对距离信息，再结合无人机自身位置解出单个目标的位置信息，或者利用无人机携带单目相机，通过控制无人机位于不同航迹点对目标进行观测的条件下，对数据进行融合解算，也可以实现对于单个目标位置的定位。但是上述的技术方案，未能实现同时定位多个动态目标，存在定位精度低，对环境以及设备的精度要求较高等问题，在实际应用中对于多动态目标的情况，存在需要依次定位甚至无法定位等问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种多机多目标动态定位系统及方法，实现对不同地形情况下同时对多动态目标进行高精度定位。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种多机多目标动态定位系统，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，地面站包括解算软件的PC、RTK基站和组网通信模块。

本发明技术方案的进一步改进在于：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。

一种多机多目标动态定位方法，步骤如下：

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；