[发明专利]无人机视觉导航策略方法、装置和介质

权利要求书

1.一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，所述方法包括：

生成导航图像数据集和控制数据集，采集所述导航图像数据集和所述控制数据集；

根据所述导航图像数据集和所述控制数据集计算多模态目标函数模型；

将所述导航图像数据集通过变分编码器映射到低维潜在空间，根据解码器的输出更新所述多模态目标函数模型；

将所述低维潜在空间映射到所述控制数据集，并根据所述多模态目标函数模型得到无人机控制命令；

根据所述无人机控制命令控制无人机。

2.根据权利要求1所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，生成导航图像数据集和控制数据集，采集所述导航图像数据集和所述控制数据集，包括：

建立世界坐标系、NED坐标系、机体坐标系、障碍物坐标系和相机坐标系；

生成并采集无人机运行时的图像信息、姿态信息和运动学信息；

将采集的样本集进行预处理。

3.根据权利要求2所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，生成并采集无人机运行时的图像信息、姿态信息和运动学信息，包括：

随机选取对于机体坐标系相对于世界坐标系下的位置信息和姿态信息；

将所述姿态信息转换为欧拉角，转换公式为：

其中，q_x为姿态信息在所述世界坐标系x轴的欧拉角，q_y为姿态信息在所述世界坐标系y轴的欧拉角，q_z为姿态信息在所述世界坐标系z轴的欧拉角，为所述机体坐标系相对于世界坐标系的滚转角度范围，为所述机体坐标系相对于世界坐标系的俯仰角度范围，为所述机体坐标系相对于世界坐标系的偏航范围。

4.根据权利要求2所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，生成并采集无人机运行时的图像信息、姿态信息和运动学信息，还包括：

对导航图像进行随机采样得到所述导航图像数据集，

计算门坐标系的相对于所述机体坐标系的滚转角度范围，计算公式为：

其中，所述为门坐标系的相对于所述机体坐标系的滚转角度范围，α_prime为门坐标系相对于机体坐标系的俯仰角度，Correction_c为相机修正参数。

5.根据权利要求1所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，所述根据所述导航图像数据集和所述控制数据集计算多模态目标函数模型，包括：

将所述导航图像数据集和所述控制数据的数据模式定义为RGB图像和无人机的相对姿态，其中，所述RGB图像为第一人称视觉RGB图像；

通过所述变分编码器处理RGB数据为正态RGB数据；

根据所述正态RGB数据计算多模态目标函数模型，计算公式包括：

其中，D_KL为样本数据，p(x)和q(x)为编码器变量。

6.根据权利要求1所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，将所述低维潜在空间映射到所述控制数据集，并根据所述多模态目标函数模型得到无人机控制命令，包括：

通过RTT算法生成无碰撞路径；

将所述无碰撞路径修剪为最小路径点集，并联合优化一组多项式段序列，将所述最小路径点集中的路径点连接成一个从开始到目标的平滑的最小捕捉轨迹；

根据所述最小捕捉轨迹得到无人机控制命令。

7.根据权利要求6所述的一种无人机视觉导航策略方法，其特征在于，所述最小捕捉轨迹的表达式为：

其中，p(t)为最小捕捉轨迹，p₀，p₁，...，p_n为轨迹参数，p＝[p₀，p₁，...，p_n]^T为参数向量。