专利汇可以提供一种无人机智能循迹飞行系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及无人机智能自主导航领域,具体涉及一种无人机智能循迹飞行系统及方法,所述飞行系统包括用于进行 图像采集 的图像采集单元、用于检测飞行惯量的飞行 姿态 测量单元、用于进行神经网络处理的神经网络处理单元、及控制无人机飞行动作的控制单元,并将无人机前方的摄像头采集的图像作为输人,通过 卷积神经网络 对此输入进行识別,并给出避障策略。在飞行过程中,采用基于高灵敏特性的隧道 磁阻效应 的飞行姿态测量单元,通过所述飞行姿态测量单元获取无人机在飞行姿态的变化关键 位置 ,并启动所述图像采集单元进行重点捕获图像,形成飞行环境的立 体模 型,为无人机循迹飞行路线提供关键位置图像,提高无人机循迹飞行的整体安全性。,下面是一种无人机智能循迹飞行系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种无人机智能循迹飞行系统,所述飞行系统应用于无人机飞行,其特征在于,所述飞行系统包括用于进行图像采集的图像采集单元、用于检测飞行惯量的飞行姿态测量单元、用于进行神经网络处理的神经网络处理单元、及控制无人机飞行动作的控制单元;
所述图像采集单元与神经网络处理单元连接,并将采集到的图像数据传输至所述神经网络处理单元中,所述飞行姿态测量单元实时检测无人机的飞行姿态,并在飞行姿态测量单元检测到无人机飞行姿态达到预设变化数值时,所述控制单元记录存储关键位置数据,并所述图像采集单元捕获关键位置的图像数据,建立无人机循迹飞行的飞行数据库。
2.根据权利要求1所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述神经网络处理单元采用卷积神经网络进行学习型数据处理,所述神经网络处理单元包括可深度学习,积累识别图像路线的嵌入式神经网络(NPU)处理器、英特尔神经网络处理器。
3.根据权利要求1所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述神经网络处理单元包括至少一个输入层、至少两个卷积层、至少两个下采样层、至少一个全连接层、至少一个输出层;
所述神经网络处理单元的处理步骤包括:
160x120分辨率的灰度图像通过所述输入层输入神经网络处理单元;
所述输入层的图像通过所述第一个卷积层后,输出包含有至少6个图像特征的特征图,采用的卷积窗口的大小为5x5,输出的特征图的大小为156x116;
所述第一个卷积层的图像通过下第二个采样层进行下采样,输出包含有至少6个图像特征的特征图,特征图的大小为78x58;
所述第二个下采样层通过第三个卷积层,输出包含有至少12个特征图,卷积核的大小为5x5,特征图的大小为74x54;
所述第三个卷积层通过第四个下采样层,输出包含有至少12个特征图,特征图的大小为37x27;
第五层为共有11988个单元的全连接层,分別与第四个下采样层的对应单元相连;
第一层到第五层使用的激活函数为双曲正切函数。
4.根据权利要求1所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述飞行姿态测量单元包括至少一个第一基板、至少一个微陀螺体、及至少一个磁阻板体;
所述第一基板的一侧依次层叠设置所述微陀螺体、及磁阻板体,所述微陀螺体具有提供恒定的磁场的回折电线圈,所述磁阻板体具有敏感外界磁场变化的隧道磁阻件,所述回折电线圈与隧道磁阻件相对设置,并通过隧道磁阻原理进行角速率信号检测。
5.根据权利要求4所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述微陀螺体包括至少一个支框架体、至少一个启动块、至少一个检测块、至少一个回折电线圈;
所述支框架体为一个用于支撑启动块、检测块的框架体结构,并所述支框架体位于微陀螺体最外层,在所述支框架体内设置所述启动块、及检测块,在所述支框架体上沉积有启动电极、启动反馈电极、回折电线圈电极。
6.根据权利要求4所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述支框架体通过启动电极与启动块连接;
所述检测块设置于微陀螺体的中心位置,并通过检测梁与启动块连接,在所述检测块表面上方沉积有回折电线圈。
7.根据权利要求4所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述回折电线圈对应所述检测块的位置形成连续回形结构的弯折体,并所述回折电线圈通过回折电线圈电极与支框架体连接。
8.根据权利要求4所述一种无人机智能循迹飞行系统,其特征在于,所述启动块通过启动梁设置于检测块与支框架体之间;
所述启动块四个边角处分别设置有启动梁,所述启动梁包括第一启动梁、第二启动梁、及启动梁连接块;
所述第一启动梁、第二启动梁为梁的长度远大于宽度的细长梁结构,所述第一启动梁、第二启动梁分别位于启动梁连接块两侧并相互平行,连接启动块和启动梁连接块,启动梁连接块整体为“T”形结构,连接所述第一启动梁、第二启动梁、及支框架体;
所述检测块四周边角处设置有检测梁,所述检测梁与启动块连接,所述检测梁包括第一检测梁、第二检测梁和检测梁连接块;
所述第一检测梁、第二检测梁为梁的长度远大于宽度的细长梁结构,所述第一检测梁、第二检测梁分别设置于检测梁连接块两侧并相互平行,并连接检测块和检测梁连接块;
所述检测梁连接块整体为“T”形结构,连接所述第一检测梁、第二检测梁、及启动块。
9.一种无人机智能循迹飞行方法,其特征在于,所述智能循迹飞行方法包括以下步骤:
S1学习飞行路线:通过无人机沿着操控路线进行飞行,所述无人机捕获沿途图像数据,并将图像数据通过神经网络处理单元进行学习训练,记忆飞行路线;
S2关键位置学习:在无人机飞行过程中,通过飞行姿态测量单元检测无人机的三个飞行维度的飞行姿态,所述飞行姿态测量单元的检测数据达到预设的变化量时,此时所述图像采集单元捕获周边的飞行环境、及无人机的飞行姿态;
S3神经网络处理分析:无人机捕获的图像数据都输入所述神经网络处理单元进行深度分析学习,并在所述神经网络处理单元中搭建飞行路线数据库;
S4无人机循迹飞行:无人机根据根据飞行路线数据的飞行路线进行循迹飞行,并在飞行过程中根据图像采集单元捕获的图像,通过神经网络处理单元实时进行图像处理分析,调整无人机自平衡姿态,完成整个循迹飞行。
10.根据权利要求9所述一种无人机智能循迹飞行方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述摄像机为上下位置设置的广角摄像头,在无人机正常飞行中,仅使用一个摄像机进行图像捕获飞行环境图形;
在所述飞行姿态测量单元实时检测无人机角速率的变化量达到控制单元的预设变化数值时,所述控制单元启动另一个摄像机工作,并立体捕获当前图像,两个摄像机同时工作,获取无人机的惯性姿态从变化姿态到恢复正常飞行姿态的过程图像,并输入神经网络处理单元对应的位置节点、时间节点进行记录循迹分析。
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