[发明专利]一种无人机视觉追踪实现方法

说明书

本发明公开了一种无人机视觉追踪实现方法，包括1)、进行无人机摄像机标定、获取摄像机内参矩阵；2)、无人机起飞，摄像机拍摄图像，并发送给地面站控制系统；3)、地面站控制系统遥控摄像机的云台，被追踪目标位于图像中心；4)、获取此时云台的姿态角无人机控制器根据姿态角控制无人机继续飞行；5)、判断无人机是否飞行至追踪目标正上方，则无人机达到机视觉追踪的目的。无人机在追踪目标物过程中，根据无人机GPS，得出无人机当前位置，根据云台姿态角和无人机当前位置计算出目标物当前位置，控制器根据目标物当前位置精确控制无人机实现精确视觉追踪。使用GPS+图像识别的组合方式来精确定位，控制精度高。

技术领域

本发明涉及一种无人机视觉追踪实现方法。

背景技术

随着无人机技术越来越成熟，无人机的应用领域也越来越广泛，近两年除消费级无人机火爆以外，无人机在其他很多行业也得到广泛发展，如物流无人机、航拍无人机、侦查无人机等，无人机在执行任务过程中需要跟踪目标物，目前无人机定位采用GPS技术，由于GPS信号受遮挡、天气干扰严重，不能实现精确定位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机视觉追踪实现方法，解决现有技术中无人机视觉追踪移动目标物不能实现精确定位的技术问题。

为了解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种无人机视觉追踪实现方法，包括如下步骤：

1)、进行无人机摄像机标定、获取摄像机内参矩阵；

2)、无人机起飞，摄像机拍摄图像，无人机控制器获取图像数据并通过无线通讯模块实时发送给地面站控制系统；

3)、地面站控制系统实时检测接收的图像数据，并判断被追踪目标是否出现当前图像中，即摄像机视野中：

3.1)、如果否，则地面站控制系统遥控摄像机的云台，再次拍摄图像，并传递给地面站控制系统检测，所述云台为三轴云台；

3.2)、如果是，则地面站控制系统在当前图像中框选出被追踪目标，并将框选出的被追踪目标数据传递给无人机；

4)、无人机控制器对框选出的被追踪目标数据进行校验，判断框选出的被追踪目标数据是否有效：

4.1)、如果无效，则将校验失败的结果传递给地面站控制系统，传递给地面站控制系统重新在当前图像中框选被追踪目标；

4.2)、如果有效，则无人机进行被追踪目标识别，并判断是否成功识别 到框选出的被追踪目标；

4.2.1)、如果失败，则将识别失败的结果传递给地面站控制系统，传递给地面站控制系统重新在当前图像中框选被追踪目标；

4.2.2)、如果成功，则无人机控制器根据图像识别输出的像素偏差控制云台对准待追踪目标；

5)、判断追踪目标是否位于图像中心：

5.1)如果否，则无人机控制器重新根据当前图像识别输出的像素偏差控制云台对准待追踪目标；

5.2)如果是，则获取此时云台的姿态角姿态角其中，ψ为滚转角，θ为俯仰角，为偏航角，无人机控制器根据姿态角控制无人机继续飞行；根据无人机上设置的加速度计、陀螺仪、磁传感器可以直接得出云台姿态角；

6)、判断无人机是否飞行至追踪目标正上方：

6.1)如果否、则控制器继续根据此时云台的姿态角控制无人机继续飞行；

6.2)如果是，则无人机达到机视觉追踪的目的。

进一步改进，获取相机的内参矩阵的步骤如下；

1.1)、建立相机坐标系、成像平面坐标系、像素坐标系；