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原文传递一种基于机器视觉的无人机目标跟踪系统

专利名称：	一种基于机器视觉的无人机目标跟踪系统
摘要：	本发明公开了一种基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，包括无人机本体、飞行模块、摄像头、图像采集模块、图像处理模块、GPS定位与通信模块、地面操作模块、图像传输模块、显示与储存模块和无人机控制模块；无人机主体通过地面操作模块进行输入指令，利用摄像头模块拍摄的画面会通过线路给图像采集模块与图像处理模块，图像采集模块与图像处理模块分辨拍摄画面是否为跟踪系统中目标，并对图像信息进行处理，接着将所捕捉的图像画面通过显示与储存模块储存后传递给地面控制模块，使得捕捉后的画面通过地面控制模块即可观察使用，最终实现无人机跟踪控制。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海电机学院
发明人：	轩艳文;付晓刚;王志刚;陆宽;郑源
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910815090.2
公开号：	CN110466790A
代理机构：	上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人：	俞磊
分类号：	B64D47/08(2006.01);B;B64;B64D;B64D47
申请人地址：	200240 上海市闵行区江川路690号
主权项：	1.一种基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，其特征在于：包括无人机本体、飞行模块、摄像头、图像采集模块、图像处理模块、GPS定位与通信模块、地面操作模块、图像传输模块、显示与储存模块、无人机控制模块；所述无人机本体的四周设有摄像头，无人机本体的内侧设有图像采集模块，图像采集模块与无人机本体通过电性连接，图像处理模块位于图像采集模块的一侧对应于无人机本体的内侧，图像处理模块与图像采集模块通过电性连接固定，无人机的内侧中间设有GPS定位与通信模块，且GPS定位与通信模块与无人机本体通过电性连接固定，无人机本体的底端设有地面操作模块，地面操作模块与无人机本体通过无线连通，地面操作模块设有图像传输模块，且地面操作模块与图像传输模块通过电性连接固定，地面操作模块设有显示与储存模块，且地面操作模块与显示与储存模块通过电性连接固定，地面操作模块设有无人机控制。 2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，其特征在于：所述地面操作模块为手柄式操作模块，地面操作模块设有显示屏，显示屏用于显示无人机本体跟踪画面；所述地面操作模块设有GPS定位与通信模块的接收模块，通过接收模块用于判断和识别无人机本体的具体方位及距离；所述摄像头与图像采集模块、图像处理模块通过电性连接，摄像头拍摄画面通过图像采集模块、图像处理模块输送给地面操作模块及手机、PC内。 3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，其特征在于：所述无人机主体通过地面操作模块进行输入指令，通过无人机主体四周的摄像头进行画面捕捉与传递，摄像头拍摄的画面会通过线路给图像采集模块与图像处理模块，图像采集模块与图像处理模块会通过无人机内侧的软件系统处理，来分辨拍摄画面是否为跟踪系统中目标，接着将图像信息中提取能够反映目标本质的特征，特征选择应根据目标识别及跟踪的需要,并应有可分性和相对的稳定性,且在保证识别精度与可靠性的要求下,尽量减少特征数目，接着将所捕捉的图像画面通过显示与储存模块储存后传递给地面控制模块，使得捕捉后的画面通过地面控制模块即可观察使用。 4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，其特征在于：所述GPS定位与通信模块包括发信单元、本地频率生成单元(11)、频率源(10)和天线(1)；其中，频率源(10)用于产生固定频率信号，本地频率生成单元(11)根据频率源(10)产生的信号生成多个频率信号，发信单元，将数据处理器要发送的数据信息进行编码并调制到高频载波上，而后通过天线转换为电磁波发送到空中，发信单元包括编码器(16)、调制器(15)、功率放大器(14)和带通滤波器(13)；其中，编码器(16)用于将数据处理器待发送的数据信息进行信源和信道编码，以形成待发送的基带信号，调制器(15)用于将待发送的基带信号调制到高频载波上形成调制信号，并提供给功率放大器(14)，功率放大器(14)对调制信号进行功率放大并经带通滤波器(13)进行滤波，最后经天线(1)发送出去。 5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的无人机目标跟踪系统，其特征在于：所述无人机目标跟踪系统基于滤波器，假设滤波器的k时刻的真实状态时从k-1时刻演化而来，则满足X[k]＝F[k]x[k-1]+B[k]u[k]+w[k]， F[k]是作用在前一状态的状态转移模型(状态转移矩阵)，B[k]是作用在控制向量u[k]上的控制输入模型(输入输出矩阵)，u[k]的作用是允许外部控制施加于系统，w[k]是过程噪声；假设是均值为0的白噪声，协方差为Q[k]，则w[k]～N(0,Q[k])，在k时刻，假设真实状态x[k]的观测， Z[k]满足公式Z[k]＝H[k]x[k]+v[k]， H[k]是观测模型(观测矩阵)，它把真实状态映射到观测空间， v[k]是观测噪声，假设它是均值是0，方差是R[k]的高斯白噪声，v[k]～N(0,R[k])；滤波器是一个递归的估计，即只要获知上一时刻的状态估计和当前状态的观测就可以计算出当前状态的估计。
所属类别：	发明专利