[發明專利]一種無人機視覺追蹤實現方法

有效

• 申請號: 201711076817.7
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN109753076B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 雷增榮;段文博;高月山;張偉
• 申請（專利權）人: 南京奇蛙智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G01C11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種無人機視覺追蹤實現方法，包括1)、進行無人機攝像機標定、獲取攝像機內參矩陣；2)、無人機起飛，攝像機拍攝圖像，并發送給地面站控制系統；3)、地面站控制系統遙控攝像機的云臺，被追蹤目標位于圖像中心；4)、獲取此時云臺的姿態角無人機控制器根據姿態角控制無人機繼續飛行；5)、判斷無人機是否飛行至追蹤目標正上方，則無人機達到機視覺追蹤的目的。無人機在追蹤目標物過程中，根據無人機GPS，得出無人機當前位置，根據云臺姿態角和無人機當前位置計算出目標物當前位置，控制器根據目標物當前位置精確控制無人機實現精確視覺追蹤。使用GPS+圖像識別的組合方式來精確定位，控制精度高。

技術領域

本發明涉及一種無人機視覺追蹤實現方法。

背景技術

隨著無人機技術越來越成熟，無人機的應用領域也越來越廣泛，近兩年除消費級無人機火爆以外，無人機在其他很多行業也得到廣泛發展，如物流無人機、航拍無人機、偵查無人機等，無人機在執行任務過程中需要跟蹤目標物，目前無人機定位采用GPS技術，由于GPS信號受遮擋、天氣干擾嚴重，不能實現精確定位。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無人機視覺追蹤實現方法，解決現有技術中無人機視覺追蹤移動目標物不能實現精確定位的技術問題。

為了解決上述問題，本發明采取如下技術方案：

一種無人機視覺追蹤實現方法，包括如下步驟：

1)、進行無人機攝像機標定、獲取攝像機內參矩陣；

2)、無人機起飛，攝像機拍攝圖像，無人機控制器獲取圖像數據并通過無線通訊模塊實時發送給地面站控制系統；

3)、地面站控制系統實時檢測接收的圖像數據，并判斷被追蹤目標是否出現當前圖像中，即攝像機視野中：

3.1)、如果否，則地面站控制系統遙控攝像機的云臺，再次拍攝圖像，并傳遞給地面站控制系統檢測，所述云臺為三軸云臺；

3.2)、如果是，則地面站控制系統在當前圖像中框選出被追蹤目標，并將框選出的被追蹤目標數據傳遞給無人機；

4)、無人機控制器對框選出的被追蹤目標數據進行校驗，判斷框選出的被追蹤目標數據是否有效：

4.1)、如果無效，則將校驗失敗的結果傳遞給地面站控制系統，傳遞給地面站控制系統重新在當前圖像中框選被追蹤目標；

4.2)、如果有效，則無人機進行被追蹤目標識別，并判斷是否成功識別 到框選出的被追蹤目標；

4.2.1)、如果失敗，則將識別失敗的結果傳遞給地面站控制系統，傳遞給地面站控制系統重新在當前圖像中框選被追蹤目標；

4.2.2)、如果成功，則無人機控制器根據圖像識別輸出的像素偏差控制云臺對準待追蹤目標；

5)、判斷追蹤目標是否位于圖像中心：

5.1)如果否，則無人機控制器重新根據當前圖像識別輸出的像素偏差控制云臺對準待追蹤目標；

5.2)如果是，則獲取此時云臺的姿態角姿態角其中，ψ為滾轉角，θ為俯仰角，為偏航角，無人機控制器根據姿態角控制無人機繼續飛行；根據無人機上設置的加速度計、陀螺儀、磁傳感器可以直接得出云臺姿態角；

6)、判斷無人機是否飛行至追蹤目標正上方：

6.1)如果否、則控制器繼續根據此時云臺的姿態角控制無人機繼續飛行；

6.2)如果是，則無人機達到機視覺追蹤的目的。

進一步改進，獲取相機的內參矩陣的步驟如下；

1.1)、建立相機坐標系、成像平面坐標系、像素坐標系；