[发明专利]基于视觉的四旋翼无人机人脸识别系统

说明书

本发明设计了一种基于视觉的四旋翼无人机人脸识别系统，主要包括飞行控制系统、人脸识别模块、无线图传模块、地面站信息显示模块。本发明利用搭载在四旋翼无人机云台上的摄像头采集图像，并通过CSI接口将视频图像传送给嵌入式开发板，嵌入式开发板接收到图像后对其进行图像预处理、人脸检测和人脸识别处理，通过所设计的分类器来判断此人是否为目标人脸，若是目标人脸，则将人脸图像通过无线图传发送到电脑端的地面站显示界面上。同时，地面站对目标人脸进行信息库检索，显示出目标人物的信息。

技术领域

本发明涉及人脸识别技术领域，具体涉及基于视觉的四旋翼无人机人脸识别系统。

背景技术

四旋翼无人机相关技术与应用发展迅猛，无人机使用范围在迅速扩大，相关产业也得到了蓬勃发展。其中，多旋翼无人机凭借着其结构简单，易于维护，机动灵活的特点，在航拍，农业植保，电力巡线，军事侦察等多个领域得到了广泛的应用。

现阶段市场上已经有的基于无人机的人脸识别系统仍然只是处于概念性的功能阶段，仍然不能达到静态摄像头使用人脸识别技术进行身份识别的程度。因为人脸识别的先决条件是要拍到足够清晰地人脸图片，而无人机盘旋于上空，要想拍到清晰地人脸图片极其不容易。首先，无人机离人脸的水平距离以及垂直高度的不同对人脸识别的准确度影响很大。另外，外部环境的干扰，如曝光，暗光，风引起的抖动等都会影响采集到的人脸图片质量，可能引起图片失真，进而不能准确地进行人脸识别。所以为使无人机平台下的人脸识别能够更加准确，进一步深入地研究基于无人机的人脸识别极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于视觉的四旋翼无人机人脸识别系统，能够对目标人脸检测并进行识别，最终将目标人物的人脸图像传回到PC端的地面站上，本发明的系统框图请参阅图1。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明提出的一种基于计算机视觉的四旋翼无人机目标识别系统，主要包括飞行控制系统、人脸识别模块、无线图传模块、地面站信息显示模块。

所述飞行控制系统包括飞行控制器(以下简称：飞控)、电机、电调、机翼、电池、遥控器、接收机、机架；飞控为四旋翼飞行器的核心部件，其主要组成为微处理器、陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、气压计、空速计、GPS、无线接收模块。

所述人脸识别模块包括嵌入式开发板、摄像头、和云台模块。

所述无线图传模块包括图传发送器和图传接收器。

所述地面站信息显示模块对接收无线图传发送过来的人脸图像进行信息库检索，并将目标人物的信息显示在地面站端的上位机上。

所述电机连接电调，电调连接飞控，飞控连接接收机，电池连接飞控和电调。

所述摄像头通过CSI接口与嵌入式开发板进行连接，云台与接收机连接，嵌入式开发板通过UART串口与飞控进行连接。

所述图传发送器通过USB与嵌入式开发板进行连接，图传接收器通过EasyCap USB图像采集卡与电脑连接，并完成对视频信号的解析，将目标人脸显示在地面站上。

具体实施中，四旋翼飞行器搭载云台、无线图传模块和嵌入式开发板，搭载在云台上的摄像头采集到视频图像以后，通过CSI接口将视频图像传送给嵌入式开发板进行图像处理，图像因为外部环境的干扰会导致图片产生噪声，比如因为光照条件的变化而产生的曝光过度或曝光不足，因为风力的影响而产生图像抖动，所以首先对图像进行预处理，使得处理后的图像噪声变少或消失；图像预处理后，进行目标图像的人脸检测，检测出图像中的人脸并将人脸图像从整张图像中分割出来；进而对检测到的人脸进行人脸识别，提取人脸图像中能够反映目标本质的特征，然后通过所设计的分类器来判断此人是否为目标人脸，若是目标图像，则将图像通过无线图传发送到电脑端的地面站显示界面上。