[发明专利]一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术，特别是涉及一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统及方法。

背景技术

自动跟踪功能是这两年来在无人机上应用非常广泛也是特别受欢迎的功能，特别是对于娱乐航拍无人机来说，有了这个功能之后，无人机变得更加智能，它能自动跟踪指定的目标，实现跟拍，互动等功能，是目前娱乐无人机必不可少的一项智能功能。

目前实现这个功能主要有两种方式，第一种是基于GPS定位技术，跟踪的目标物上需要携带一个带有GPS和能与无人机通信功能的通信模块，比如带GPS的无人机遥控器，智能手机，带GPS的智能手环等，通信模块将目标物所在位置的GPS信息实时发送给无人机，无人机依靠这个位置信息实现跟踪功能，其优点是技术成熟简单，价格适中。

第二种方式是基于双目视觉识别方式的目标跟踪技术，该技术核心是通过无人机上的双摄像头，实时拍摄跟踪目标，再通过一套复杂的算法确定目标与无人机之前的距离，以及目标的运动量及方向，无人机控制系统获得此信息后实时调整飞行方向和飞行速度，实现跟踪功能。该技术的优点是室内室外都实用，跟踪目标不需要佩戴任何装置，而且还能用于避障。

上述的现有的两种技术各有优点，也有很多不足之处，基于GPS跟踪方式的不足之处是只能在空旷的GPS信号良好的户外使用，容易受到环境干扰，另外受制于GPS定位精度，其跟踪精度也不高，通常在1米以上误差范围；基于双目识别的跟踪模式的不足之处在于，其运算量非常大，需要配备强大的处理器，同时功耗也比较高。另外，目前技术还不够成熟，容易受到环境及光线干扰，跟踪精度不是很高，容易出现跟丢现象，成本非常高，不适合用于低成本的娱乐航拍无人机。

就目前来说，针对日趋大众化的航拍娱乐无人机来说，急需寻找一种稳定、简单、成本较低、精度较高的跟踪方式，以满足用户更高的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统及方法，旨在解决目前的无人机跟踪控制系统跟踪精度不高、稳定性地的问题。

本发明提供了一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统，包括发光目标和无人机，所述无人机包括：

至少两个摄像头，两个摄像头用于对所述发光目标的进行实时摄像；

运算处理单元，与所述摄像头连接，识别所述摄像头拍摄的图像中的所述发光目标，并计算所述发光目标的运动信息；

飞行控制单元，与所述运算处理单元连接，根据所述发光目标的运动信息控制所述无人机跟随所述发光目标的移动轨迹飞行。

本发明还提供了一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制方法，所述方法基于至少一个发光目标识别跟踪控制，所述方法包括以下步骤：

采用至少两个摄像头用于对所述发光目标的进行实时摄像；

识别所述摄像头拍摄的图像中的所述发光目标，并计算所述发光目标的运动信息；

根据所述发光目标的运动信息查控制所述无人机跟随所述发光目标的移动轨迹飞行。

上述的基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统及方法采用两个普通摄像头，对发光目标进行实时摄像，同时对图像中的发光目标进行距离和位移量的计算，对运动方向做出分析判断，输出运动量和方位信息给飞行控制系统，飞行控制系统依据变化量做出对应的运动，从而实现跟踪功能。由于能够计算出发光目标实时的位置坐标，从而能够判断发光目标的运动轨迹，将此轨迹与飞行控制系统中预设的轨迹比较，从而找出对应轨迹的运行指令，达到通过发光目标运动来控制无人机飞行的目的，比如发光目标垂直向上运动，表示飞机上升，发光目标垂直向下运动，表示飞机下降等等。本发明很好的解决了不稳定、系统复杂、成本高、精度较低的问题，除了能较为精确的跟踪之外，还可以作为一种全新的控制方式，使得无人机只需要增加一套装置就能实现多种智能功能，非常适合大众化的航拍娱乐无人机。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统的模块示意图；

图2为图1所示基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统中运算处理单元的模块示意图；

图3为发光目标的坐标系示意图；

图4为图1所示基于发光目标识别的无人机跟踪控制系统中飞行控制单元的模块示意图。

图5为本发明较佳实施例中基于发光目标识别的无人机跟踪控制方法的流程图；

图6为本发明较佳实施例中计算发光目标的运动信息的方法流程图；

图7为本发明较佳实施例中控制无人机跟踪发光目标运动轨迹飞行的方法流程图。

具体实施方式