[发明专利]一种基于无人机的图像目标识别与跟踪系统

说明书

本申请提出一种基于无人机的图像目标识别与跟踪系统，采用可见光与红外光切换的拍摄模式进行目标图像采集，并根据无人机与目标的相对坐标获取目标在相对坐标所对应的视角下的图像，采用区域收敛的迭代目标识别算法对图像中的目标进行识别。同时，根据目标历史运动轨迹和运动姿态，预测目标当前时刻的位置以及与无人机的相对角度，将目标图像叠加在淡化的遮挡物上，以实现目标的连续跟踪。通过以上系统的设计，能够提高目标识别的准确性和效率，能够实现对目标的连续跟踪，使得目标在图像中不丢失，为操作者提供良好的操纵体验。

技术领域

应用于无人机图像识别与跟踪领域。

背景技术

无人机作为可灵活移动的飞行设备，其广泛应用于各个行业领域。当前，采用无人机对目标进行跟踪拍摄成为了研究热点。无人机凭借其灵活的操控性能，能够从多视角、多距离条件下对目标进行跟踪拍摄。

然而，由于无人机和目标均为移动物体，在针对无人机拍摄画面中的目标识别与跟踪过程中容易出现各种各样的问题。如当无人机与目标均移动时，容易造成目标的丢失；无人机与目标不同视角的切换使得目标图像特征存在较大变化，这将对目标的识别造成较大难度；无人机与目标二者的移动会极大降低目标在图像中的识别效率；当目标被建筑物等遮挡时会造成目标的短暂丢失。基于上述问题，本申请提出了一种基于无人机的图像目标识别与跟踪系统。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于无人机的图像目标识别与跟踪系统。

所述系统包括：无人机摄像头，无人机摄像头控制模块，无人机图像预处理模块，无人机目标识别模块，位置调整模块，目标跟踪模块，目标显示模块；其中各模块包含如下功能：

无人机摄像头，获取包含跟踪目标和环境的高分辨率图像；

进一步地，所述无人机摄像头包括可见光拍摄装置和红外光拍摄装置；其中可见光拍摄装置能够拍摄目标物的可见光图像，红外光拍摄装置能够拍摄目标物的红外图像；

无人机摄像头控制模块，对摄像头拍摄模式进行调整；

进一步地，所述无人机摄像头控制模块对摄像头拍摄模式进行调整，具体包括：

当无人机处于夜晚飞行模式时，控制所述红外光拍摄装置开启，以红外光拍摄装置所拍摄的图像作为高分辨率图像；

当无人机处于白天飞行模式时，如当前采用可见光拍摄装置进行拍摄时，获取环境色温值和高分辨率图像色温值，并获取图像HSV模型中的亮度参数值，通过阈值比较法决定是否切换拍摄模式；

当无人机处于白天飞行模式时，如当前采用红外光拍摄装置进行拍摄时，获取环境色温值，通过阈值比较法决定是否切换拍摄模式。

无人机图像预处理模块，对所述高分辨率图像进行预处理；

无人机目标识别模块，对图像中的跟踪目标进行识别；

进一步地，所述无人机目标识别模块，对图像中的跟踪目标进行识别，具体包括：

获取无人机相对于目标的三维空间相对坐标(x,y,z)；

进一步地，所述目标位置为坐标原点(0，0,0)；

在无人机目标物三维图像库中获取所述相对坐标位置视角下目标图像，所述目标图像的像素矩阵大小为n*n；

在所述高分辨率图像的像素矩阵为m*m中心区域进行目标图像的查找。

位置调整模块，控制目标处于图像中心区域位置；

目标跟踪模块，实现对目标的实时跟踪，并绘制目标运动轨迹，形成目标移动日志；