[发明专利]无人机系统对运动物体的识别追踪方法

权利要求书

1.一种无人机系统对运动物体的识别追踪方法，无人机系统包括运动控制模块、通信模块及无人机视觉模块，其特征在于，包括如下步骤：

S1、系统初始化，无人机视觉模块采集图像信息，检测定位圆盘的颜色及位置，随后完成对运动物体的识别检测；

S2、运动控制模块依据识别检测的结果选择相应的识别模式，计算无人机运动所需的运动控制信息；

S3、运动控制模块借助通信模块与无人机视觉模块进行控制指令通信，实时提供运动控制信息。

2.根据权利要求1所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于：所述无人机视觉模块包括无人机、OpenMV组件以及Pixhawk飞控板，所述OpenMV组件及Pixhawk飞控板二者均设置于所述无人机上且二者均借助通信模块与运动控制模块通信连接。

3.根据权利要求2所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S1具体包括如下步骤：

S11、对无人机系统进行初始化处理；

S12、使用OpenMV组件上所搭载的摄像头、以图像形式对无人机所处的外界环境信息进行采集；

S13、使用阈值化图像分析的方法对定位圆盘的颜色和位置进行检测处理，得到所需色块的位置信息；

S14、采用逐帧最邻近目标跟踪的方法对运动物体进行识别，通过比较相邻两帧的物体图像信息，找到两帧中颜色相同且位置最近的色块、将二者作为同一个物体在不同帧中的图像，通过比较它们的大小来判断物体是否运动。

4.根据权利要求3所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S13具体包括如下步骤：

S131、根据颜色阈值检测出目标物体颜色和黑色的像素，对颜色进行标记；

S132、依据标记结果分别对图像进行阈值化，即基于颜色空间设置相应的阈值范围，将图像进行阈值化处理；

S133、对阈值化后的图像进行连通区域提取，滤除不符合要求的色块，最终得到所需色块的位置信息。

5.根据权利要求3所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S13还包括如下步骤：

S134、依据检测过程中的图像信息设置多个标志位，各个标志位以区域颜色、像素值、中心点坐标信息为基础进行变化；

所述标志位共包括六种，分别为黑色块是否检测到、黑色块是否在中心、物体是否下落运动、是否开始识别物体、物体是否过大、目标颜色的物体是否检测到。

6.根据权利要求3所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S13中所述对定位圆盘的颜色和位置进行检测，包括以下情况：

当无人机系统在识别运动物体时，关闭对定位圆盘的检测；

当物体像素值较高时，认为物体已非常接近摄像头，结束对运动物体的识别，重新开始对定位圆盘的检测。

7.根据权利要求5所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S2中所述运动控制模块依据识别检测的结果选择相应的识别模式，具体包括如下步骤：运动控制模块依据标志位选择相应的识别模式，标记不同模式与各个标志位的对应关系，当标志位的值符合表中某一个模式的要求时，所述运动控制模块执行该模式下的相应操作。

8.根据权利要求1或7任一所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于：S2中所述识别模式主要包括三种类型，分别为追踪黑色块模式、迎击或躲避物体模式、识别任务完成模式。

9.根据权利要求1所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于，S2中所述计算无人机运动所需的运动控制信息，具体包括如下步骤：选取物体相对无人机的偏移量作为运动控制参数，以（0,0）为原点建立坐标系，在坐标系中的x轴和y轴两个方向上计算出目标中心点坐标与视野中心坐标的差值，并保存计算结果，随后在每一组数据的开头和末尾增加相应的标记符号，将整体数据整合成一个完整的字符串，向无人机发送；

所述运动控制参数在每次循环迭代后都会重新置0。

10.根据权利要求1所述的无人机系统对运动物体的识别追踪方法，其特征在于：所述通信模块选用UART串口，采用自定义帧的格式；在对所述UART串口进行通信行初始化时，设置串口ID为3，波特率为9600，数据位、奇偶校验位、停止位均选取默认参数。