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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116007631B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211662356.2，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法是由李晓峰;郭玉新;杨晗;张浩然;陶震林;贾利民设计研发完成，并于2022-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法。该方法包括：通过无人机的机载摄像机连续俯拍轨道线路的视频数据，基于轻量级神经网络将所述视频数据分割成连续的多帧轨道线路图像；基于多帧轨道线路图像构建平滑的轨道中线；基于轨道中线利用无人机体坐标系计算无人机的期望轨迹、飞行速度与机载传感器姿态角，通过无人机飞行速度控制与机载传感器的姿态控制，实现了无人机沿轨道线自主导航与平滑、稳定飞行，并可以保持与轨道线路的安全距离。

本发明授权一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法在权利要求书中公布了：1.一种基于计算机视觉的无人机自主沿线导航方法，其特征在于，包括： 通过无人机的机载摄像机连续俯拍轨道线路的视频数据，基于轻量级神经网络将所述视频数据分割成连续的多帧轨道线路图像； 基于多帧轨道线路图像构建平滑的轨道中线； 基于所述轨道中线利用无人机体坐标系计算无人机的期望轨迹、飞行速度与机载传感器姿态角，实现无人机导航控制； 所述的基于所述轨道中线利用无人机体坐标系计算无人机的期望轨迹和飞行速度，包括： 基于所述轨道中线进行相机坐标系到无人机体坐标系的坐标转换，设是图像中轨道中线L的一个点，摄像头焦距为，相机坐标系中的一个点表示为，无人机的高度为，相机坐标系相对于无人机体坐标系的旋转矩阵为R，点在无人机体坐标系中的坐标为式1： 1 式中是无人机体坐标系中的Z轴坐标的指示向量； 忽略无人机体坐标系的Z轴，无人机位置是坐标原点，轨道中线与无人机之间最近的控制点为，控制点的切线方向为，控制点的法线方向为，根据几何原理，向量垂直于向量，向量的单位向量为，向量和向量为式23： 2 3 式中，是从无人机到控制点的水平距离，是根据无人机位置和检测方向设置的固定参数，是轨道中线在控制点处的切线，沿着向量平移期望的安全距离，得到无人机的期望轨迹； 将无人机的速度划分为：沿着切线方向的导航速度和沿着法线方向的校正速度，如式4： 4 式中，表示沿着切线方向的导航速度矢量，表示切线方向的速度标量，表示沿着法线方向的矫正速度矢量，表示法线方向的速度标量； 设为目标点的选择范围的半径，在目标方向上与交点V为所选择的目标点，如果没有交点，无人机需要沿法线方向全速接近期望轨迹，和如式5和6： 5 6 式中，是距离和速度的比例系数； 所述的基于所述轨道中线利用无人机体坐标系计算无人机的机载传感器姿态角，实现无人机导航控制，包括： 通过改变无人机的机载摄像机的俯仰角度、偏航角度和滚动角度来控制拍摄参考点在图像中心，无人机的机载摄像机的俯仰角为固定值，控制点的法线通过原点，无人机的飞行高度为，控制点为，控制点的切线方向为，无人机的机载传感器的目标偏航角和翻滚角的计算方法为式78： 7 8。

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