【技术实现步骤摘要】
一种在同一空域内多架跟踪无人机的协同防碰撞方法
本专利技术涉及到约束条件下多无人机协同运动规划领域，具体地涉及一种在同一空域内多架跟踪无人机的协同防碰撞方法。
技术介绍
随着低空无人机(UnmannedAerialVehicle，UAV)悬停、续航、云台技术的成熟，以及计算机视觉(ComputerVision)、深度学习(DeepLearning)的兴起，基于无人机平台的目标跟踪已经成为国内外的研究热点，已被用于城市反恐中对犯罪车辆的跟踪、空战中对地面机动目标的跟踪等方面。跟踪无人机是指利用机载的云台等传感器采集图像信息，通过目标检测过程获取目标在图像上的位置信息(或通过状态估计、多传感器信息融合来预测目标的位置信息)，通过跟踪算法计算控制指令(通常是速度矢量)控制无人机的运动，以确保目标始终位于机载相机所获得的视野中心区域附近的一种特殊用途的无人机。然而，上述过程仅以目标的运动为驱动，没有考虑到无人机所处的环境(即其他航空器的威胁)。随着民用无人机的普及，以及执行的任务日趋复杂，跟踪无人机的航路可能出现交叉。因此，需要设计...
【技术保护点】
1.一种在同一空域内多架跟踪无人机的协同防碰撞方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n步骤1，首先从无人机传感器发布的实时视频流中获取图像信息；/n步骤2，使用OpenCV中的“跟踪器”定位目标在所述图像上的中心坐标(x
【技术特征摘要】
1.一种在同一空域内多架跟踪无人机的协同防碰撞方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，首先从无人机传感器发布的实时视频流中获取图像信息；
步骤2，使用OpenCV中的“跟踪器”定位目标在所述图像上的中心坐标(xo，yo)；
步骤3，将步骤2中的中心坐标(xo，yo)缩放得到归一化的偏移量Δx′和Δy′，使用PID算法计算无人机的速度矢量v，用于跟踪目标.
步骤4，使用速度障碍模型对v进行碰撞检测，即检查v的末端是否处于组合的速度障碍区域内，当v的末端处于组合的速度障碍区域内，目标导向的速度优化方法用于对候选速度进行调整，进行碰撞消除；
步骤5，无人机反复执行上述步骤1-4的过程，直至完成跟踪任务。
2.根据权利要求1所述协同防碰撞方法，其特征在于，跟踪无人机的方法具体为：
第1步：使用机载云台等设备采集图像信息，并回传视频数据至控制端；
第2步：在视频数据中选择无人机需要跟踪的目标，提取HOG、HSV等特征；
第3步：通过OpenCV的“跟踪器”，使用步骤2提取的HOG、HSV等特征，定位目标在图像上的中心坐标(xo，yo)，即最小包围圆的圆心或最小包围矩形的中心；
第4步：计算中心坐标(xo，yo)与无人机视野中心位置(xc，yc)的在水平和竖直两个方向的绝对偏移量Δx和Δy：
第5步：设置一个死区范围，宽度为w，高度为h，死区范围的中心与无人机视野中心位置重合；当|xo-xc|≤w/2时，无人机的速度方向不需调整；当|yo-yc|≤h/2时，无人机速度大小应为0，即不需要前进或者后退，否则，实施第6步；
第6步：令无人机视野画面的分辨率为xr×yr，首先对偏移量进行归一化，将Δx和Δy缩放到[-1，1]，即Δx′＝Δx/(xr/2)，Δy′＝Δy/(yr/2)，则无人机在下一个时刻的速度为：
v＝vmaxΔy′
α＝αmaxΔx′
vmax为无人机的最大速度，αmax(αmax≤π/2)为无人机仅围绕Z轴旋转的最大转角，
其中，当Δy′<0时，表示应该倒退，否则应该前进；同理，当Δx′<0时，表示无人机向左旋转，否则向右旋转；
此时生成了一个新的速度矢量v＝(v，α)，其方向为相对于当前正前方α，速度大小为v；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐文兵，黎瑶，陈博琛，丁佐华，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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