一种无人机目标追踪寻迹系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人机目标追踪寻迹系统，包括视频帧图像接收与显示单元，用于接收所述无人机拍摄的视频帧图像，并显示所述视频帧图像，第一拍摄请求发送单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，发送第一拍摄请求至所述无人机，以使所述无人机根据所述第一拍摄请求拍摄所述目标的参考帧图像。本发明专利技术利用图像处理技术控制无人机按照目标的运动方向运动，由此能够在无人机追踪拍摄的过程中，保持无人机与目标之间的相对距离，且保证拍摄目标在图像中心，从而能够提高无人机的追踪精度和拍摄的图像质量，避免跟丢目标，且简化了人为操作，提高了航拍的用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机目标追踪寻迹系统
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机目标追踪寻迹系统。
技术介绍
无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD(Charge-CoupledDevice，电荷耦合元件)数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定的精度要求制作成图像。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。目前用于无人机追踪的技术包括GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系统)定位导航、惯性导航、超声波导航、激光测距导航以及视觉导航等。目前基于视觉导航的方法主要有光流法，利用Kinect等深度传感器进行环境三维重建的方法，以及单目相机深度测距法。光流法利用角点处提取光流信息并求解延伸焦点来估计障碍物的位置，该方法存在较大的估计误差。深度传感器受到红外测距范围的限制，不适合应用于室外环境的深度测量。综上，现有的无人机的追踪拍摄技术的精度较低，且受环境限制，容易追踪失败。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种无人机目标追踪寻迹系统。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种无人机目标追踪寻迹系统，包括视频帧图像接收与显示单元，用于接收所述无人机拍摄的视频帧图像，并显示所述视频帧图像；第一拍摄请求发送单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，发送第一拍摄请求至所述无人机，以使所述无人机根据所述第一拍摄请求拍摄所述目标的参考帧图像；所述第一拍摄请求发送单元包括拍摄姿态调整子单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，调整所述无人机的拍摄姿态，以使所述无人机将所述目标作为拍摄中心；第一拍摄请求发送子单元，用于在接收的所述视频帧图像中所述目标的几何中心与所述视频帧图像的几何中心重合的情况下，发送第一拍摄请求至所述无人机；所述第一像素信息计算单元包括第一像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述参考帧图像中包括的像素数，得到第一像素数；所述第二像素信息计算单元包括第二像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述当前帧图像中包括的像素数，得到第二像素数。进一步的，所述待调节方向确定单元包括第一坐标获取子单元，用于获取所述目标的指定位置在所述参考帧图像中的坐标，得到第一坐标；第二坐标获取子单元，用于获取所述目标的指定位置在所述当前帧图像中的坐标，得到第二坐标；第一待调节方向确定子单元，用于根据所述第二坐标相对于所述第一坐标的方向，以及所述第二像素数与所述第一像素数的差值或比值，确定所述待调节方向。进一步的，所述第一像素信息计算单元包括第一像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述参考帧图像中包括的像素数，得到第一像素数；矩形区域生成子单元，用于在所述参考帧图像中生成覆盖所述目标的矩形区域，所述矩形区域的几何中心与所述目标的几何中心重合；所述第二像素信息计算单元包括第三像素数计算子单元，用于计算所述当前帧图像中所述目标与所述矩形区域重合的像素数，得到第三像素数。进一步的，所述待调节方向确定单元包括第二待调节方向确定子单元，用于根据所述当前帧图像中所述目标的几何中心相对于所述矩形区域的几何中心的方向，以及所述第三像素数与所述第一像素数的差值或者比值，确定所述待调节方向。进一步的，所述第一像素信息计算单元还包括第四像素数计算子单元，用于计算所述矩形区域在所述参考帧图像中包括的像素数，得到第四像素数；第一像素密度计算子单元，用于计算所述第一像素数与所述第四像素数的比值，得到所述目标在所述参考帧图像中的第一像素密度；所述第二像素信息计算单元还包括第二像素密度计算子单元，用于计算所述第三像素数与所述第四像素数的比值，得到所述目标在所述当前帧图像中的第二像素密度；所述待调节方向确定单元包括第三待调节方向确定子单元，用于根据所述当前帧图像中所述目标的几何中心相对于所述矩形区域的几何中心的方向，以及所述第二像素密度与所述第一像素密度的差值或者比值，确定所述待调节方向。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过接收无人机发送的目标的参考帧图像和当前帧图像，计算目标在参考帧图像和当前帧图像中的像素信息，根据目标在参考帧图像和当前帧图像中的像素信息确定待调节方向，并根据待调节方向调整无人机的拍摄姿态，根据本专利技术实施例的控制无人机追踪寻迹系统基于视觉导航原理，利用图像处理技术控制无人机按照目标的运动方向运动，由此能够在无人机追踪拍摄的过程中，保持无人机与目标之间的相对距离，且保证拍摄目标在图像中心，从而能够提高无人机的追踪精度和拍摄的图像质量，避免跟丢目标，且简化了人为操作，提高了航拍的用户体验。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图；图2为本专利技术另一实施例的系统结构框图；图3为本专利技术系统的实现流程图；图4为本专利技术另一实施例系统的实现流程图；图5为本专利技术中控制无人机追踪拍摄的具体实现流程图；图6为本专利技术中另一实施例的控制无人机追踪拍摄的具体实现流程图；图7为本专利技术中另一实施例的控制无人机追踪拍摄的实现流程图；图7a为本专利技术一实施例的控制无人机追踪拍摄中参考帧图像中矩形区域71与目标72的示意图；图7b为本专利技术一实施例的控制无人机追踪拍摄中当前帧图像中矩形区域71与目标72的示意图；图8为本专利技术中另一实施例的控制无人机追踪拍摄的实现流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：如图1-图8所示的一种无人机目标追踪寻迹系统，在步骤S101中，接收无人机发送的目标的参考帧图像，并计算目标在参考帧图像中的像素信息。需要说明的是，本专利技术实施例的执行主体可以为地面站，该地面站可以为手机、掌上电脑等智能终端，在此不作限定。在这里，计算目标在参考帧图像中的像素信息包括利用图像处理算法获得目标在参考帧图像中的轮廓信息，将目标在参考帧图像中的轮廓信息转化为轮廓坐标，并在参考帧图像中目标的边缘取N个坐标确定目标轮廓，以在后续控制无人机追踪拍摄的过程中，根据该目标轮廓控制无人机追踪目标，避免跟丢目标，其中，N为大于1的整数。在步骤S102中，接收无人机发送的目标的当前帧图像，并计算目标在当前帧图像中的像素信息。在无人机追踪拍摄的过程中，随着目标的运动，无人机与目标之间的距离可能变大或变小，因此，以设定的目标轮廓去采集的目标在当前帧图像中的像素信息可能发生变化。在步骤S103中，根据目标在参考帧图像中的像素信息以及目标在当前帧图像中的像素信息确定待调节方向。在步骤S104中，根据待调节方向调整无人机的拍摄姿态。其中，调整无人机的拍摄姿态可以包括调节无人机的飞行姿态，和/或调节无人机的摄像头的拍摄角度等。例如，地面站向无人机的飞控模块发送飞行控制指令，以调整无人机的飞行姿态(向上、向下、向左、向右、俯仰、旋转等)，从而带动摄像头改变拍摄姿态。再如，地面站向无人机的摄像头的控制模块发送旋转控制命令，控制摄像头在任意方向的旋转角度，从而调整摄像头的拍摄姿态。在步骤S201中，接收无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机目标追踪寻迹系统，其特征在于：包括视频帧图像接收与显示单元，用于接收所述无人机拍摄的视频帧图像，并显示所述视频帧图像；第一拍摄请求发送单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，发送第一拍摄请求至所述无人机，以使所述无人机根据所述第一拍摄请求拍摄所述目标的参考帧图像；所述第一拍摄请求发送单元包括拍摄姿态调整子单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，调整所述无人机的拍摄姿态，以使所述无人机将所述目标作为拍摄中心；第一拍摄请求发送子单元，用于在接收的所述视频帧图像中所述目标的几何中心与所述视频帧图像的几何中心重合的情况下，发送第一拍摄请求至所述无人机；所述第一像素信息计算单元包括第一像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述参考帧图像中包括的像素数，得到第一像素数；所述第二像素信息计算单元包括第二像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述当前帧图像中包括的像素数，得到第二像素数。

【技术特征摘要】
1.一种无人机目标追踪寻迹系统，其特征在于：包括视频帧图像接收与显示单元，用于接收所述无人机拍摄的视频帧图像，并显示所述视频帧图像；第一拍摄请求发送单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，发送第一拍摄请求至所述无人机，以使所述无人机根据所述第一拍摄请求拍摄所述目标的参考帧图像；所述第一拍摄请求发送单元包括拍摄姿态调整子单元，用于根据用户在所述视频帧图像中选定所述目标的指令，调整所述无人机的拍摄姿态，以使所述无人机将所述目标作为拍摄中心；第一拍摄请求发送子单元，用于在接收的所述视频帧图像中所述目标的几何中心与所述视频帧图像的几何中心重合的情况下，发送第一拍摄请求至所述无人机；所述第一像素信息计算单元包括第一像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述参考帧图像中包括的像素数，得到第一像素数；所述第二像素信息计算单元包括第二像素数计算子单元，用于计算所述目标在所述当前帧图像中包括的像素数，得到第二像素数。2.根据权利要求1所述一种无人机目标追踪寻迹系统，其特征在于：所述待调节方向确定单元包括第一坐标获取子单元，用于获取所述目标的指定位置在所述参考帧图像中的坐标，得到第一坐标；第二坐标获取子单元，用于获取所述目标的指定位置在所述当前帧图像中的坐标，得到第二坐标；第一待调节方向确定子单元，用于根据所述第二坐标相对于所述第一坐标的方向，以及所述第二像素数与所述第一像素数的差值或比值，确定所述待调节方向。3.根据权利要求1-2任一项所述一种无人机目标追踪寻迹系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱银广，
申请(专利权)人：智飞智能装备科技东台有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32