本發(fā)明涉及無人機(jī)降落功耗優(yōu)化，具體的，涉及基于無人機(jī)實(shí)時(shí)降落的視頻數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、無人機(jī)降落一直是無人機(jī)飛行中比較重要的一個(gè)問題。通常無人機(jī)都配備有自動(dòng)著陸系統(tǒng)，可以通過gps、激光雷達(dá)或視覺傳感器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降落。三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，gps可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)位置降落但是缺乏對(duì)環(huán)境的感知，激光雷達(dá)可以感知障礙但是需要增加多種相關(guān)設(shè)備成本較高，視覺傳感器能夠輔助降落但是長(zhǎng)時(shí)間的視頻獲取和分析耗電較多，影響無人機(jī)續(xù)航。

2、目前的現(xiàn)代無人機(jī)都是多種方案的組合實(shí)現(xiàn)的著陸系統(tǒng)，其中g(shù)ps加視覺傳感器的組合成本適中，降落精度高被廣泛采用。通常在聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域，通過將無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)上傳至控制中心進(jìn)行分析可以有效降低無人機(jī)功耗，部分無人機(jī)的需要在救援或者勘探這類場(chǎng)景特殊使用，通常屬于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差或者無法聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域，顯然這中組合方案無法適應(yīng)。

3、鑒于此，本發(fā)明提出基于無人機(jī)實(shí)時(shí)降落的視頻數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差或者無法聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域?qū)o人機(jī)降落過程中的視頻方案進(jìn)行優(yōu)化，減少視頻方案使用過程中的功耗，提升無人機(jī)續(xù)航。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于無人機(jī)實(shí)時(shí)降落的視頻數(shù)據(jù)分析方法及系統(tǒng)，解決以下技術(shù)問題：

2、如何在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差或者無法聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域?qū)o人機(jī)降落過程中的視頻方案進(jìn)行優(yōu)化，減少視頻方案使用過程中的功耗，提升無人機(jī)續(xù)航。

3、本發(fā)明的目的之一可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、基于無人機(jī)實(shí)時(shí)降落的視頻數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括：

5、視頻獲取模塊，內(nèi)置分析模塊和定位模塊，所述視頻獲取模塊用于獲取無人機(jī)飛行過程中的圖像信息；所述內(nèi)置分析模塊包括第一分析單元和第二分析單元，所述第一分析單元通過對(duì)圖像信息的分析配合定位模塊生成規(guī)劃路徑，所述第二分析單元通過對(duì)圖像信息的分析獲取障礙系數(shù)，并基于障礙系數(shù)控制調(diào)整視頻獲取模塊獲取圖像信息的頻率；所述定位模塊用于無人機(jī)定位和生成規(guī)劃路徑。

6、通過上述技術(shù)方案：提供了通過對(duì)圖像信息的分析獲取障礙系數(shù)，并基于障礙系數(shù)控制調(diào)整視頻獲取模塊獲取圖像信息的頻率的方案，如此，本發(fā)明在面對(duì)復(fù)雜多變的飛行環(huán)境時(shí)，可以根據(jù)環(huán)境調(diào)整圖像信息的獲取頻率，或者說攝像幀數(shù)，幀數(shù)的降低可以有效降低獲取圖像信息的耗能，同時(shí)更少的圖像也可以減少內(nèi)置分析模塊的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步降低內(nèi)置分析模塊的消耗，從而在部分特殊飛行環(huán)境下增加無人機(jī)的續(xù)航能力。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述障礙系數(shù)的獲取過程包括：

8、設(shè)置單位飛行距離，并在無人機(jī)沿著規(guī)劃路徑完成單位飛行距離的飛行過程中按照預(yù)設(shè)頻率持續(xù)獲取圖像信息；

9、基于每次獲取的圖像信息生成多個(gè)障礙因子，然后取多個(gè)障礙因子的均值設(shè)置為障礙系數(shù)。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述障礙系數(shù)和障礙因子通過公式：

11、

12、獲取第j個(gè)飛行單位距離對(duì)應(yīng)的障礙系數(shù)obj和完成第j個(gè)飛行單位距離過程中獲取的第i副圖像信息對(duì)應(yīng)的障礙因子其中n是完成第j個(gè)飛行單位距離過程中獲取的圖像信息總數(shù)量，si是獲取的第i副圖像信息中識(shí)別獲取的障礙物面積，s0是預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)面積，δ1是基于飛行環(huán)境預(yù)設(shè)的第一修正指數(shù)，ni是第i副圖像信息中識(shí)別獲取的障礙物數(shù)量，n0是預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，δ2是基于飛行環(huán)境預(yù)設(shè)的第二修正指數(shù)，α和β分別是預(yù)設(shè)的第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)，i是屬于n的正整數(shù)。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：基于障礙系數(shù)控制調(diào)整視頻獲取模塊獲取圖像信息的頻率的過程包括：

14、將獲取的障礙系數(shù)obj與預(yù)設(shè)的參照區(qū)間[re1，re2]進(jìn)行比較；

15、若obj＜re1，則判斷當(dāng)前飛行過程遇到的障礙物極少，無人機(jī)可以在下個(gè)單位飛行距離的飛行過程中維持或降低獲取圖像信息的頻率；

16、若obj＞re1，則判斷當(dāng)前飛行過程遇到的障礙物極少較多，無人機(jī)需要在下個(gè)單位飛行距離的飛行過程中增加獲取圖像信息的頻率，需要說明的是，增加或者減少獲取圖像信息的頻率均不能超出預(yù)設(shè)的最大值和最小值，而調(diào)整幅度依據(jù)障礙系數(shù)obj與re1或re1的差幅而定，也就是obj-re2越大，則增加的頻率幅度越大，re1-obj越大，則減少的頻率幅度越大；

17、若obj落入?yún)⒄諈^(qū)間[re1，re2]內(nèi)，則判斷當(dāng)前飛行過程中遇到的障礙物數(shù)量正常，基于障礙系數(shù)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行二次判斷并根據(jù)二次判斷結(jié)果調(diào)整獲取圖像信息的頻率。

18、通過上述技術(shù)方案：提供了獲取障礙系數(shù)以及基于障礙系數(shù)調(diào)整獲取圖像信息的頻率的過程，本發(fā)明的障礙系數(shù)基于單位飛行距離過程中獲取的多份圖像信息生成，將障礙物在圖像中的面積以及障礙物的數(shù)量納入障礙系數(shù)的生成過程，也就是障礙物越多或者障礙物面積越大，則障礙系數(shù)越高，同時(shí)權(quán)重的分配也綜合考慮到二者對(duì)最終結(jié)果影響度不同，例如若障礙物數(shù)量多而面積小的情況或者障礙物面積大而數(shù)量少的情況，通過設(shè)置不同的權(quán)重值可以在障礙系數(shù)的數(shù)值上對(duì)不同情況進(jìn)行區(qū)分。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述參照區(qū)間的獲取過程包括：

20、設(shè)置多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)飛行環(huán)境，并存儲(chǔ)在每個(gè)飛行環(huán)境中正常飛行所獲取的障礙系數(shù)；

21、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)飛行環(huán)境內(nèi)，將存儲(chǔ)的障礙系數(shù)中的最小值設(shè)置為參照區(qū)間左端點(diǎn)re1，將存儲(chǔ)的障礙系數(shù)中的最大值的設(shè)置為參照區(qū)間右端點(diǎn)re2，其中，m是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)飛行環(huán)境的置信系數(shù)，a是基于無人機(jī)型號(hào)設(shè)置的調(diào)整值。

22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：進(jìn)行二次判斷的過程包括：

23、獲取當(dāng)次飛行過程中的障礙系數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，并構(gòu)建直角坐標(biāo)系和數(shù)據(jù)點(diǎn)集合；

24、基于數(shù)據(jù)點(diǎn)集合進(jìn)行線性回歸分析，獲取回歸線斜率；

25、若回歸線斜率大于第一臨界值，則判斷障礙系數(shù)持續(xù)增加，對(duì)應(yīng)的飛行環(huán)境越來越復(fù)雜，需要增加圖像信息的采集頻率；

26、若回歸線斜率小于第二臨界值，則判斷障礙系數(shù)持續(xù)減小，對(duì)應(yīng)的飛行環(huán)境越來越簡(jiǎn)單，維持圖像信息的采集頻率不變；

27、若回歸線斜率位于第一臨界值和第二臨界值之間，則基于多個(gè)障礙系數(shù)獲取判斷系數(shù)，基于判斷系數(shù)控制圖像信息的采集頻率。

28、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：獲取判斷系數(shù)的過程包括：

29、通過公式：

30、

31、獲取判斷系數(shù)jg，其中ob0是預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)障礙系數(shù)，m是已經(jīng)完成的單位飛行距離的總數(shù)，j是屬于m的正整數(shù)。

32、作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：基于判斷系數(shù)控制圖像信息的采集頻率的過程包括：

33、將判斷系數(shù)jg與比對(duì)值jg0進(jìn)行比對(duì)；

34、若jg＞jg0，則需要增加圖像信息的采集頻率；

35、若jg≤jg0，則維持圖像信息的采集頻率。

36、通過上述技術(shù)方案：提供了二次判斷的方案，本發(fā)明的二次判斷過程先進(jìn)行線性回歸分析，在回歸分析的結(jié)果上獲取判斷系數(shù)，并基于判斷系數(shù)獲取更為完整的二次判斷結(jié)果，此外，本發(fā)明的二次分析是在當(dāng)前飛行過程中遇到的障礙物數(shù)量正常的情況下進(jìn)行的，也就是在常規(guī)飛行的情況下，本發(fā)明仍然能夠進(jìn)行細(xì)致區(qū)分，對(duì)飛行環(huán)境持續(xù)變化的情況進(jìn)行幾時(shí)應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)采集頻率控制的最優(yōu)化方案，并保證在復(fù)雜環(huán)境下無人機(jī)維持較高的圖像采集頻率以及在簡(jiǎn)單的飛行環(huán)境或者障礙物復(fù)雜度持續(xù)變簡(jiǎn)單的環(huán)境中控制圖像采集頻率持續(xù)降低。

37、本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供基于無人機(jī)實(shí)時(shí)降落的視頻數(shù)據(jù)分析方法，包括如下步驟：

38、s1、獲取無人機(jī)飛行過程中的圖像信息；

39、s2、第一分析單元通過對(duì)圖像信息的分析配合定位模塊生成規(guī)劃路徑；

40、s3、第二分析單元通過對(duì)圖像信息的分析獲取障礙系數(shù)，并基于障礙系數(shù)控制調(diào)整視頻獲取模塊獲取圖像信息的頻率。

41、本發(fā)明的有益效果：

42、(1)本發(fā)明通過對(duì)圖像信息的分析獲取障礙系數(shù)，并基于障礙系數(shù)控制調(diào)整視頻獲取模塊獲取圖像信息的頻率，在面對(duì)復(fù)雜多變的飛行環(huán)境時(shí)，可以根據(jù)環(huán)境調(diào)整圖像信息的獲取頻率，或者說攝像幀數(shù)，幀數(shù)的降低可以有效降低獲取圖像信息的耗能，同時(shí)更少的圖像也可以減少內(nèi)置分析模塊的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步降低內(nèi)置分析模塊的消耗，從而在部分特殊飛行環(huán)境下增加無人機(jī)的續(xù)航能力。

43、(2)本發(fā)明的障礙系數(shù)基于單位飛行距離過程中獲取的多份圖像信息生成，將障礙物在圖像中的面積以及障礙物的數(shù)量納入障礙系數(shù)的生成過程，也就是障礙物越多或者障礙物面積越大，則障礙系數(shù)越高，同時(shí)權(quán)重的分配也綜合考慮到二者對(duì)最終結(jié)果影響度不同。

44、(3)本發(fā)明的二次判斷過程先進(jìn)行線性回歸分析，在回歸分析的結(jié)果上獲取判斷系數(shù)，并基于判斷系數(shù)獲取更為完整的二次判斷結(jié)果，此外，本發(fā)明的二次分析是在當(dāng)前飛行過程中遇到的障礙物數(shù)量正常的情況下進(jìn)行的，也就是在常規(guī)飛行的情況下，本發(fā)明仍然能夠進(jìn)行細(xì)致區(qū)分，對(duì)飛行環(huán)境持續(xù)變化的情況進(jìn)行幾時(shí)應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)采集頻率控制的最優(yōu)化方案，并保證在復(fù)雜環(huán)境下無人機(jī)維持較高的圖像采集頻率以及在簡(jiǎn)單的飛行環(huán)境或者障礙物復(fù)雜度持續(xù)變簡(jiǎn)單的環(huán)境中控制圖像采集頻率持續(xù)降低。