无人机视觉引导对接过程中的协同目标检测

作     者：王辉 贾自凯 金忍 林德福 范军芳 徐超 WANG Hui;JIA Zikai;JIN Ren;LIN Defu;FAN Junfang;XU Chao

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学无人机自主控制技术北京市重点实验室北京100081 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100085 北京特种机电研究所北京100012 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第1期

页      面：480-494页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(U1613225) 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室资助项目(HDN2020105) 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室开放课题基金(HDN2020101)。 

主　　题：无人机自主回收 视觉引导 目标检测 关联目标 卷积神经网络 

摘      要：无人机空中自主回收是未来的发展趋势,对空中载具的自动识别是实现视觉引导回收的关键技术之一。目前对于空中关联目标检测的研究局限于单个目标个体,没有充分利用关联目标之间的信息。本文针对空中高动态对接中的关联目标检测问题,提出了一种母机与挂载对接物体的单阶段快速协同目标检测算法,包括相关类别并行独立分支目标检测、相关类别掩模增强检测以及相关类别的特征一致性约束,这些模块能够共同提升检测表现。实验表明,在测试集中该算法相比于YOLOv4能够提升4.3%的平均精度,相比YOLOv3-Tiny能够提升31.6%的平均精度。同时,该算法已应用在MBZIRC2020的高动态空中对接项目上,实现机载图像在线实时处理,团队借此斩获冠军。