[发明专利]一种基于双目视觉测距的无人机跟踪运动目标系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于双目视觉测距的无人机跟踪运动目标系统及方法，属于无人机跟踪技术领域，解决了现有技术中无法跟踪空中非合作运动目标的问题。包括：无人机平台，通过双目相机实时获取运动目标图像，进行基准图像跟踪及双目立体匹配，获取运动目标的空间三维坐标，并对运动目标进行自动接近及跟踪；地面控制站，用于引导无人机平台初步接近运动目标，接收无人机平台发送的运动目标图像并显示，并对图像中的目标区域进行初步标定。用双目相机进行目标的三维定位，具有非接触式高频测量，实施简易以及高实时性的优点；通过该实时获取运动目标的位置信息，控制无人机精准地自动接近及跟踪非合作运动目标，为后续无人机处置运动目标提供基础。

技术领域

本发明涉及无人机跟踪技术领域，尤其涉及一种基于双目视觉测距的无人机跟踪运动目标系统及方法。

背景技术

近年来，随着无人机技术的发展，“低慢小”飞行器在军民领域的迅速扩展，容易被不法分子利用进行非法侦查、抛洒传单甚至恐怖袭击，给公共安全和社会稳定带来极大隐患。因此，如何对“低慢小”目标进行有效管控已成为世界性难题。目前管控黑飞无人机的物理拦截手段有微波、激光等方式，但其存在使用维护为本高、易造成二次伤害等问题。利用无人机搭载抛网装置，通过地面光电设备或雷达及机载视觉系统提供目标信息，导引无人机接近目标后进行网式软杀伤拦截，以无人机反制无人机是一种管控“低慢小”目标的可行方式。

目前，无人机载视觉系统对运动目标的跟踪已有相关技术，但多以视觉图像跟踪为主，无法获取目标相对与我方无人机具体三维坐标，一般用于跟踪地面目标等平面目标，无法精确跟踪空中非合作运动目标。现有技术中的一种方法中无人机位于目标上方，用于跟踪平面目标，且目标为合作目标，有特征明显的标志红色矩形框，基于这些显著特征识别目标位置，无法用于跟踪空中的非合作目标。另一方法中无人机用于跟踪地面行人，建立行人手势特征与手势运动模型进行识别跟踪；同样无法跟踪空中的非合作目标。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于双目视觉测距的无人机跟踪运动目标系统及方法，用以解决现有技术中无法跟踪空中非合作运动目标的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供了一种基于双目视觉测距的无人机跟踪运动目标系统，包括：无人机平台、地面控制站；

所述无人机平台，通过双目相机实时获取运动目标图像，进行基准图像跟踪及双目立体匹配，获取运动目标的空间三维坐标，并对运动目标进行自动接近及跟踪；

所述地面控制站，用于引导无人机平台初步接近运动目标，接收无人机平台发送的运动目标图像并显示，并对图像中的目标区域进行初步标定。

本发明有益效果如下：

本系统采用双目相机进行目标的三维定位，具有非接触式测量，实施简易以及高实时性的优点。图像帧率达到每秒60帧，即目标位置的更新率也达到60Hz，通过该实时获取地运动目标的位置信息，控制无人机精准地自动接近及跟踪非合作运动目标，为后续无人机处置运动目标提供基础。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述无人机平台，包括：双目相机、机载图像处理模块、机载通讯模块、运动控制模块；

所述地面控制站，包括：工控机、地面通信模块、显示模块；

所述机载图像处理模块，与双目相机、机载通信模块、运动控制模块分别相连；用于根据双目相机获取的运动目标图像及地面控制站发送的数据，进行图像跟踪及双目立体匹配处理，获取运动目标的三维坐标；

所述机载通信模块，将机载图像处理模块编码后的图像数据发送给地面控制站，同时接收地面控制站的数据；

所述运动控制模块，用于根据机载图像处理模块发送的运动目标的三维坐标，控制无人机接近及跟踪运动目标；