基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，微处理器Ⅰ作为中央处理器，由四旋翼飞行器本体搭载的微处理器Ⅰ，通过图像传感器采集图像信息，并通过无线传输模块将采集的图像数据发送出去，由手持终端搭载的微处理器Ⅱ通过无线传输模块接收图像信息并在液晶显示屏上显示，同时手持终端搭载的控制器Ⅱ通过三维加速度倾角传感器和无线传输模块、重力感应四旋翼飞行器的运动方向，控制器Ⅰ通过无线传输模块接收手持终端的控制指令，并控制四旋翼飞行器的方向；本发明专利技术能对人不易到达的地方进行图像采集、传输、处理与控制，使得监测信息一目了然。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，微处理器Ⅰ作为中央处理器，由四旋翼飞行器本体搭载的微处理器Ⅰ，通过图像传感器采集图像信息，并通过无线传输模块将采集的图像数据发送出去，由手持终端搭载的微处理器Ⅱ通过无线传输模块接收图像信息并在液晶显示屏上显示，同时手持终端搭载的控制器Ⅱ通过三维加速度倾角传感器和无线传输模块、重力感应四旋翼飞行器的运动方向，控制器Ⅰ通过无线传输模块接收手持终端的控制指令，并控制四旋翼飞行器的方向；本专利技术能对人不易到达的地方进行图像采集、传输、处理与控制，使得监测信息一目了然。【专利说明】基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统
本专利技术涉及一种侦察系统，具体的说是涉及一种基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统。
技术介绍
图像识别技术是人工智能的一个重要领域，为了编制模拟人类图像识别活动的计算机程序，人们提出了不同的图像识别模型图像，已广泛应用于各个领域。与传统的有线传输相比，图像无线传输无需布线，在安装监控、节点增加和节点的移动等方面都比较方便。尤其在有毒场所、环境侦察、危险地方信息采集以及一些空间狭小、人们到达不了的恶劣环境，更需要一种灵活机动的侦察系统来对周围的环境侦察并及时反馈，以利于快速判断、掌握故障所在，直至清除故障。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，其体积小巧、灵活方便，可用于不同的应用领域，本专利技术能对人不易到达的地方进行图像采集、传输、处理与控制，使得监测信息一目了然。 本专利技术所采用的技术方案是:基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，包括四旋翼飞行器本体和手持终端，所述四旋翼飞行器本体上还设有微处理器1、控制器 1、自稳定陀螺仪、GPS定位仪、超声波避障模块和用于采集目标图像信息的图像传感器，其中自稳定陀螺仪、超声波避障模块和GPS定位仪与控制器I连接，控制器I通过直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的平衡和运行；所述手持终端包括微处理器I1、控制器I1、3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器、PID控制器、按键输入模块和内部存储有基准图像的液晶显示屏，所述微处理器II与微处理器I无线相连，并将接收到的目标图像信息与其内部存储的基准图形进行匹配，将匹配图像传输至液晶显示屏，所述PID控制器分别与3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器以及控制器II连接，其中，3D遥感控制器发出的遥控信号及三维加速度倾角传感器采集的姿态信号发送给PID控制器，PID控制器根据接收到的信号进行姿态解算，得到当前姿态和预期姿态的偏差，将得到的偏差值进行系列换算后得到用于消除控制信号和姿态信号偏差的控制量，并将该控制量反馈给控制器II，控制器II将接收到控制信息通过无线传输模块传输至控制器I，控制器I根据接收到的信息驱动直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的运行。 所述的图像传感器采用带有AL422B高速缓存的0V7670模块，所述的三维加速度倾角传感器是MMA845数字传感器。 所述微处理器I和微处理器II是STM32F103嵌入式控制芯片。 所述控制器II上还连接有控制显示指示灯。 还包括多个电源，每个电源经整压稳流后给其上连接的微处理器1、控制器1、处理器II或控制器II供电。 所述的无线传输模块采用nRF24L01无线传输模块。 本专利技术中由于0V7670输出的图像数据流频率较高，为了使得微处理器I和传感器之间的速度匹配，因而在0V7670和微处理器I之间添加AL422B高速缓存，将输入的高速图像数据流暂存，供微处理器I读出，从而实现完整一帧图像的采集。因此图像传感器采用带有AL422B高速缓存的0V7670模块，该模块内部电路已经连接好，外部预留0V7670传感器的各引脚接口，方便与外电路的连接。0V7670输出的图像数据先暂存在AL422B中，然后由微处理器I读取，因此AL422B的数据输入是0V7670的输出，AL422B的数据输出是微处理器I的输入。 本专利技术的有益效果:(1)本专利技术四旋翼飞行器本体上设有超声波避障模块，能够有效使运动中的四旋翼飞行器及时的躲开障碍物，从而保护四旋翼飞行器本体及图像采集设备的安全；(2)本专利技术设计了两种无线数据传输方案，成功解决了无线传输数据丢包的问题；(3)本专利技术具有无线遥控功能、GPS定位功能、自稳定功能、图像信息识别采集功能、图像存储及无线传输功能。通过各模块的相互配合，能够及时有效的将采集到的图像信息准确地传递给液晶显示屏，让故障目标采集更加方便，故障处理更加及时到位，做到故障发现、处理的有效统一；(4)本专利技术设有自稳定陀螺仪能够有效保证四旋翼飞行器飞行平稳不坠落；(5)本专利技术装置可进入危险场所、人不易到达的地方及空间狭小的地方去侦察，来降低人的工作成本，且低电压供电安全性高，功耗低；(6)本专利技术中模块采集数据精度高、图像传输速度快，系统工作稳定。此外，各模块抗扰能力强，受到外界因素的影响较小，本产品也可以用于其他方面，如环境勘探、有毒场所信息采集等。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的结构框图；图2为微处理器I与各模块接线图；图3为三维加速度倾角传感器电路图；图4为无线传输模块结构图；图5为无线传输模块电路图；图6为图像传感器结构图；图7为微处理器II与液晶显示屏连接图；图8为四旋翼飞行器本体飞行控制流程图；图9为三维加速度倾角传感器姿态解算流程图；图10为四旋翼飞行器控制算法流程图；图11为roll和pitch角度姿态解算算法流程图；图12为四旋翼飞行器roll的P测试图；图13为Pitch方向角度大小变化图。 【具体实施方式】 如图所示，基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，包括四旋翼飞行器本体和手持终端，所述四旋翼飞行器本体上还设有微处理器1、控制器1、自稳定陀螺仪、GPS定位仪、超声波避障模块和用于采集目标图像信息的图像传感器，其中自稳定陀螺仪、超声波避障模块和GPS定位仪与控制器I连接，控制器I通过直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的平衡和运行；所述手持终端包括微处理器I1、控制器I1、3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器、PID控制器、按键输入模块和内部存储有基准图像的液晶显示屏，所述微处理器II与微处理器I无线相连，并将接收到的目标图像信息与其内部存储的基准图形进行匹配，将匹配图像传输至液晶显示屏，所述PID控制器分别与3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器以及控制器II连接，其中，3D遥感控制器发出的遥控信号及三维加速度倾角传感器采集的姿态信号发送给PID控制器，PID控制器根据接收到的信号进行姿态解算，得到当前姿态和预期姿态的偏差，将得到的偏差值进行系列换算后得到用于消除控制信号和姿态信号偏差的控制量，并将该控制量反馈给控制器II，控制器II将接收到控制信息通过无线传输模块传输至控制器I，控制器I根据接收到的信息驱动直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的运行。 所述的图像传感器采用带有AL422B高速缓存的0V7670模块，所述的三维加速度倾角传感器是MMA845数字传感器。 所述微处理器I和微处理器II是STM32F103嵌入式控制芯片。 所述控制器II上还连接有控制显本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，其特征在于：包括四旋翼飞行器本体和手持终端，所述四旋翼飞行器本体上还设有微处理器Ⅰ、控制器Ⅰ、自稳定陀螺仪、GPS定位仪、超声波避障模块和用于采集目标图像信息的图像传感器，其中自稳定陀螺仪、超声波避障模块和GPS定位仪与控制器Ⅰ连接，控制器Ⅰ通过直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的平衡和运行；所述手持终端包括微处理器Ⅱ、控制器Ⅱ、3D遥杆控制器、三维加速度倾角传感器、PID控制器、按键输入模块和液晶显示屏，所述微处理器Ⅱ与微处理器Ⅰ无线相连，并将接收到的目标图像信息传输至液晶显示屏，所述PID控制器分别与3D遥杆控制器、三维加速度倾角传感器以及控制器Ⅱ连接，其中，3D遥杆控制器发出的遥控信号及三维加速度倾角传感器采集的姿态信号发送给PID控制器， PID控制器根据接收到的信号进行姿态解算，得到当前姿态和预期姿态的偏差，将得到的偏差值进行系列换算后得到用于消除控制信号和姿态信号偏差的控制量，并将该控制量反馈给控制器Ⅱ，控制器Ⅱ将接收到控制信息通过无线传输模块传输至控制器Ⅰ，控制器Ⅰ根据接收到的信息驱动直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的运行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐迎曦，徐美玉，张松灿，袁澜，李传锋，杨威，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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