[发明专利]一种高效的无人机人体跟踪方法

说明书

本发明涉及无人机技术。一种高效的无人机人体跟踪方法，包括如下步骤，步骤一，远程遥控终端发起人体追踪启动指令；步骤二，无人机的人体追踪系统接收到人体追踪启动指令后，初始化人体追踪系统；人体追踪系统接收摄像头输入的视频流，对视频流的图像进行全尺度扫描，在图像中检测出所有的人体位置，将所有检测出的人体位置发送回远程遥控终端；步骤三，由远程遥控终端选择其中一个需要跟踪的人体位置，人体追踪系统在接收到跟踪目标后开始进入跟踪流程；在跟踪流程中，无人机通过飞控信息、惯性传感器信息和上一帧图像的目标跟踪位置预测出当前目标的大概位置。充分利用机载飞控系统和惯性传感器，保证人体跟踪在各种场景的实时性。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及人体追踪方法。

背景技术

在消费无人机领域，人体跟踪是无人机实现行人跟拍，骑单车跟拍，以人为中心的环绕拍摄等高级特性的基础。

然而由于人体本身的非刚性，穿着的差异性，拍摄角度的差异性，造成基于视觉的人体检测、跟踪十分困难。

通用的人体检测算法需要使用较多的计算资源，在没有加速芯片，计算非常受限的嵌入式环境下完成高精度的人体检测并实时运行是非常困难的。并且由于无人机本身的震动以及外界的物理干扰(比如风的影响)造成无人机拍摄不稳定，这些因素对视觉的人体跟踪造成进一步的影响。

综上，目前市场上，大部分无人机是很难在室外有风情况下长时间稳定的进行人体跟踪的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的无人机人体跟踪方法，以解决上述至少一个技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种高效的无人机人体跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一，远程遥控终端发起人体追踪启动指令；

步骤二，无人机的人体追踪系统接收到人体追踪启动指令后，初始化人体追踪系统；

人体追踪系统接收摄像头输入的视频流，对视频流的图像进行全尺度扫描，在图像中检测出所有的人体位置，将所有检测出的人体位置发送回远程遥控终端；

步骤三，由远程遥控终端选择其中一个需要跟踪的人体位置，人体追踪系统在接收到跟踪目标后开始进入跟踪流程；

在跟踪流程中，无人机通过飞控信息、惯性传感器信息和上一帧图像的目标跟踪位置预测出当前目标的大概位置。

在本发明中，在不降低检测精度的同时，充分利用机载飞控系统和惯性传感器，弥补视觉追踪的低采样率(摄像头为每秒30帧)，以及飞行中受到的气流干扰，大幅降低计算复杂度，保证人体跟踪在各种场景的实时性。

无人机对人体进行程序路线跟拍，环绕拍摄等情况，或者是遇到有风的天气，对于没有机械稳像机构的无人机常常造成人体在图像中的位置放生剧烈变化，这种变化造成视觉跟踪的时间以及空间局部性难以满足。如果想仅仅依靠视觉处理解决这种问题，那么往往需要重新进行大面积的扫描，重新检测目标位置，但是在跟踪飞行过程中进行连续的大计算量操作，在消费无人机上是不能接受的，有可能造成处理器温度过高导致降频等不可逆事故。针对这一问题，本专利融合飞控的运动模型和参数，惯性传感器信息，以及视觉检测结果，在下一帧视频数据到来时，人体追踪系统会依据之前的信息和时间间隔，对跟踪目标在当前帧内的位置做出初始预测。然后人体检测算法会在该预测位置的小范围内做更精确的搜索，从而确定人体的精确位置。最终确定的人体位置和大小会再次反馈给该系统，用于更新系统内状态。

在跟踪流程中，预测出目标大概位置后，然后用级联分类器进行目标的位置估计，最后得到目标的位置。

所述飞控信息包括无人机飞行转向的控制信息、无人机倾斜的姿态信息。