基于图像的无人机目标跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法，包括以下步骤：（1）、在预定高度及位置向下拍摄目标的图像，计算特征点所围成面积及中心位置，以此建立目标基准；（2）建立虚拟图像平面，在飞行时摄像机采集目标的图像信息，得到采集图像，将采集图像投影至虚拟图像平面；（3）、计算投影图像在竖直方向上与目标的相对距离和在水平方向与目标的偏移量；（4）、计算投影图像与参考图像之间的偏移量；（5）、计算位置控制器输出指令；（6）、生成姿态指令和拉力指令。本发明专利技术的控制方法，通过对图像特征点进行跟踪的方式校正无人机的飞行位置，可以实现对目标跟踪，且计算量小，不需要磁罗盘等传感器，可以避免磁干扰带来的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于图像的无人机目标跟踪控制方法
本专利技术涉及一种目标跟踪
，具体地说，是涉及一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法。
技术介绍
目前无人机目标跟踪控制方式需要通过机器视觉计算出目标相对于无人机的三维位置，该种控制方法具有以下缺点：1、算法复杂且计算量大；2、还需要无人机的航向和姿态信息，通常航向信息通过磁传感器获得，但磁航向极易受到干扰，当跟踪敌对目标或接近高压电线等磁场时，磁传感器容易失灵会导致无人机失控，导致无法对目标进行跟踪。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有无人机目标跟踪控制方式计算量大，航向信息通过磁传感器获得容易受到干扰的技术问题，提出了一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法，通过建立虚拟图像平面，采集目标图像，并且使用虚拟图像平面对目标图像特征点进行坐标变换，通过对图像特征点进行跟踪的方式校正无人机的飞行姿态，同样可以实现对目标跟踪的目的，且本跟踪方法计算量小，不依赖通过磁传感器获取航向信息，可以避免磁干扰带来的影响。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法，所述无人机上固定有摄像机，所述摄像机的镜头平面与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法，其特征在于，所述无人机上固定有摄像机，所述摄像机的镜头平面与所述无人机的底部平面平行且朝向下方，所述无人机目标跟踪控制方法包括以下步骤：(1)、摄像机在目标上方预定高度d

【技术特征摘要】
1.一种基于图像的无人机目标跟踪控制方法，其特征在于，所述无人机上固定有摄像机，所述摄像机的镜头平面与所述无人机的底部平面平行且朝向下方，所述无人机目标跟踪控制方法包括以下步骤：(1)、摄像机在目标上方预定高度d*垂直向下采集目标的图像，得到参考图像，并从目标中提取一组特征点，计算所述特征点在参考图像中所围成面积a*及参考图像的中心位置，以此建立目标基准；(2)、使用数学的方法建立虚拟图像平面，所述虚拟图像平面与水平面平行，在无人机飞行时摄像机周期采集目标的图像，得到采集图像，将采集图像投影至所述虚拟图像平面，得到投影图像，计算所述特征点在投影图像中所围成面积a′；(3)、根据特征点在投影图像中所围成面积a′与所述特征点在参考图像中所围成面积a*，计算投影图像在竖直方向上与目标的相对距离：计算投影图像在水平方向与目标的偏移量：其中，为投影图像的中心点的横坐标值，为投影图像的中心点的竖坐标值；(4)、计算投影图像与参考图像之间的偏移量δ；(5)、计算位置控制器输出指令U:其中，kp、kd、ki为无人机控制参数，由用户设定；(6)、由所述位置控制器输出指令U生成姿态指令rd和拉力指令fd，用于控制无人机调整飞行高度以及飞行偏角。2.根据权利要求1所述的基于图像的无人机目标跟踪控制方法，其特征在于，步骤(2)中特征点在投影图像中所围成面积a′的计算方法为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦涛，高丽，吴文海，辛巧，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空工程学院青岛校区，
类型：发明
国别省市：山东,37