[发明专利]一种基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统

权利要求书

1.一种基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于，该系统由飞行控制模块、图像采集分析模块和追踪目标组成；飞行控制模块由飞行控制器、核心控制器和多种姿态传感器组成；图像采集分析模块包括摄像头模组、图像处理器；追踪目标携带AprilTag标志并张贴于明显位置；

当摄像头模组采集到一帧图像后，将图像传输至图像处理器，图像处理使用AprilTag识别算法分析处理后，将识别到的跟踪目标三维位置信息发送至核心控制器，核心控制器经计算处理后，将相应飞行动作控制命令发送至飞行控制器，飞行控制器控制四旋翼飞行器做出相应的飞行动作，追踪目标，同时，核心控制器接收多种姿态传感器返回的姿态信息、障碍物位置信息，并以此调整飞行动作，自动避障，完成控制全过程。

2.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：图像采集分析模块依据一帧包含AprilTag的图像，就可以发送与追踪目标之间的相对三维坐标位置、相对旋转角度以及AprilTag编号。

3.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：四旋翼飞行器可以设置两种飞行模式：一种是追踪模式，四旋翼飞行器保持与追踪目标之间的相对位置在小范围内波动；另一种是悬停模式，四旋翼飞行器保持高度、航向角不变，机身水平，空间位置不变。

4.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：为检测四旋翼飞行器当前姿态和障碍物位置，校正四旋翼飞行器飞行状态以及自动避障可以配置综合GPS、电子罗盘、陀螺仪、气压计、声呐的姿态传感器。

5.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：可以对多个目标所分别携带的AprilTag进行编号识别和区分，可设定特定跟踪目标。

6.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：当发生飞行高度异常变化时，或飞行器长时间丢失目标时，可以强制切换至悬停模式，主动保护四旋翼飞行器。

7.根据权利要求1所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：在被追踪目标停止移动达到一定时间后，四旋翼飞行器可以进行垂直稳定的精准降落。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于AprilTag的四旋翼飞行器自适应追踪系统，其特征在于：飞行控制器所接收的飞行控制命令直接来自于核心控制器，核心控制器所发命令的依据为：图像处理器所识别到的目标位置和多种姿态传感器的反馈数据，核心控制器可以实现自动追踪功能。