[發明專利]一種基于飛行器的目標識別追蹤方法、設備及存儲設備

在審

• 申請號: 201810403029.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108614572A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 謝桂輝;張銀陸;黃光鏡;黑振金
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供了一種基于飛行器的目標識別追蹤方法、設備及存儲設備，一種基于飛行器的目標識別追蹤方法，通過傳感器獲取圖像和高度，并對圖像進行處理，得到飛行器相對于追蹤目標的三維位置，采用卡爾曼濾波的方法和PID控制器，得到飛行器的期望飛行姿態，通過飛行器中的飛行姿態控制器對飛行器的姿態進行控制，以達到追蹤目標的目的；一種基于飛行器的目標識別追蹤設備及存儲設備，用于實現基于飛行器的目標識別追蹤方法。本發明的有益效果是：飛行器能夠識別指定的目標，探測并追蹤目標物體的運動，并跟隨目標進行自主追蹤，保證目標體一直處于飛行器的可視范圍內，并精確穩定的飛行于目標上方。

技術領域

本發明涉及圖像處理及嵌入式控制領域，尤其涉及一種基于飛行器的目標識別追蹤方法、設備及存儲設備。

背景技術

四旋翼無人機具有體積小、垂直起降、空中懸停、全方向飛行等優點，可在空中簡單而有效地獲取更加全面的地面信息，而且其位置的切換和固定簡單易行，并可搭載一定量的物品。而且由于其具有成本低廉、操作簡單和運行安全等特點，被廣泛應用于軍事、民事和科學研究等多個領域。

本發明是以圖像處理技術和控制技術為基石，結合精密機械、信號處理、伺服控制、慣性導航等技術于一身的自主導航系統，在自動打擊、情報偵查等軍事領域和嫌犯追蹤、公安消防、空中搜救、高空追蹤監控等公安民用領域有著廣泛的應用前景，同時，實現具有自主性的無人機更是一項革命性的科學技術挑戰。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于飛行器的目標識別追蹤方法、設備及存儲設備，一種基于飛行器的目標識別追蹤方法，主要包括以下步驟：

S101：使用高度傳感器獲取飛行器的飛行高度，使用圖像傳感器獲取追蹤目標的圖像，并對追蹤目標的圖像進行處理；

S102：根據得到的所述飛行高度和處理過的追蹤目標的圖像，得出所述飛行器相對于追蹤目標的三維位置；

S103：將所述三維位置輸入到第一級PID控制器中，與預設的所述飛行器相對于追蹤目標的三維位置進行比較，得到所述飛行器相對于追蹤目標的期望飛行速度；

S104：比較前后兩次的所述三維位置，將前后兩次的位置距離差除以間隔時間，得到所述飛行器相對于追蹤目標的實際飛行速度；

S105：采用卡爾曼濾波的方法，將所述飛行器相對于追蹤目標的實際飛行速度進行濾波處理；

S106：將濾波處理過的所述飛行器相對于追蹤目標的實際飛行速度和所述飛行器相對于追蹤目標的期望飛行速度輸入到第二級PID控制器中，得到所述飛行器相對于追蹤目標的期望加速度；

S107：根據所述飛行器相對于追蹤目標的期望加速度，計算出所述飛行器的期望飛行姿態角，得到所述期望飛行姿態；

S108：根據所述期望飛行姿態，通過所述飛行器中的飛行姿態控制器，控制所述飛行器的飛行姿態，使所述飛行器追蹤到目標。

進一步地，在步驟S101中，所述高度傳感器和圖像傳感器安裝在所述飛行器上。

進一步地，在步驟S107中，所述飛行器的期望飛行姿態角可由公式計算得到，其中，θ為所述飛行器的期望飛行姿態角，a為所述飛行器相對于目標的期望加速度，g為重力加速度。

一種存儲設備，所述存儲設備存儲指令及數據用于實現一種基于飛行器的目標識別追蹤方法。

一種基于飛行器的目標識別追蹤設備，包括：處理器及所述存儲設備；所述處理器加載并執行所述存儲設備中的指令及數據用于實現一種基于飛行器的目標識別追蹤方法。

本發明提供的技術方案帶來的有益效果是：飛行器能夠識別指定的目標，探測并追蹤目標物體的運動，并跟隨目標進行自主追蹤，保證目標體一直處于飛行器的可視范圍內，并精確穩定的飛行于目標上方。