本发明专利技术涉及一种基于多传感器的目标追踪装置，包括外壳、云台、摄像头模块、MCU、GPS定位模块、姿态获取模块、电源、电机和运动执行模块；所述的云台安装在外壳上，摄像头模块安装在云台上，MCU、GPS定位模块、姿态获取模块、电源和电机分别安装在外壳内，运动执行模块与电机相连，安装在外壳的底部，云台、摄像头模块、GPS定位模块、姿态获取模块、电源和电机分别与MCU相连，本发明专利技术还涉及一种基于多传感器的目标追踪方法，用于上述目标追踪装置。与现有技术相比，本发明专利技术具有弥补了角度滞后、精度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器的目标追踪装置及方法
本专利技术涉及目标图像追踪
，尤其是涉及一种基于多传感器的目标追踪装置及方法。
技术介绍
随着图像技术的发展，人脸识别、目标检测等已在多个行业及领域中得到了运用。在某些应用场合，需要对图像中的各个目标予以标记，并对其中已标记的部分进行跟踪，从而准确地知道被追踪目标的实时动向。目前，此类技术主要从神经网络训练开始，对所需的追踪目标予以学习，然后在实际使用中，进行图像识别并标记，判断其在在当前图像中的位置，根据该位置与图像中心的偏差情况，进行角度调节，实现对目标物体的跟踪。中国专利CN109389093A中公开了一种基于人脸识别的面向型追踪方法，该方法即通过计算人脸目标与图像中心位置的偏差来调节舵机来对人脸进行追踪。该专利实现了目标的实时跟进，平台灵活性强。但是该专利中的目标追踪方法还存在追踪摄像头的旋转角度存在滞后、精度较差、稳定性较差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种弥补了角度滞后、精度高的基于多传感器的目标追踪装置及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于多传感器的目标追踪装置，包括外壳、云台、摄像头模块、MCU、GPS定位模块、姿态获取模块、电源、电机和运动执行模块；所述的云台安装在外壳上；所述的摄像头模块安装在云台上；所述的MCU、GPS定位模块、姿态获取模块、电源和电机分别安装在外壳内；所述的运动执行模块与电机相连，安装在外壳的底部；所述的云台、摄像头模块、GPS定位模块、姿态获取模块、电源和电机分别与MCU相连。优选地，所述的云台为两轴云台。优选地，所述的摄像头模块包括用于测量被追踪目标与追踪装置距离的双目摄像头和用于进行图像识别的可见光摄像头；所述的双目摄像头和可见光摄像头均安装在云台上；所述的双目摄像头和可见光摄像头分别与MCU相连。优选地，所述的GPS定位模块包括两个分别与MCU相连的GPS模块。优选地，所述的姿态获取模块为九轴传感器。优选地，所述的运动执行模块为履带或车轮。一种基于多传感器的目标追踪方法，其特征在于，包括：步骤1：锁定被追踪目标；步骤2：确定目标追踪装置在t时刻和t-Δt时刻的位置坐标；步骤3：通过姿态获取模块获取目标追踪装置在t时刻和t-Δt时刻的运动方向、加速度和角度数据；步骤4：通过摄像头模块获取目标追踪装置在t时刻和t-Δt时刻与被追踪目标之间的距离；步骤5：获取云台在t时刻和t-Δt时刻的云台角度参数θ(α,β)，α为云台横向角度参数，β为云台纵向角度参数；步骤6：通过目标追踪装置和被追踪目标在t时刻和t-Δt时刻时的运动方向、加速度和位置坐标信息预测目标追踪装置和被追踪目标在t+Δt时刻的位置坐标；步骤7：根据目标追踪装置和被追踪目标在t+Δt时刻的位置坐标和目标追踪装置的运动方向计算云台在t+Δt时刻的角度参数θp(α,β)；步骤8：通过云台在t时刻和t-Δt时刻的云台角度参数θ(α,β)计算角度变化量，预测t+Δt时刻的云台的角度参数θq(α,β)；步骤9：整合θp(α,β)和θq(α,β)，获得云台在t+Δt时刻的角度参数数据θ。优选地，所述的步骤1具体为：通过RCNN目标检测算法锁定被追踪目标。优选地，所述的步骤2具体为：使用GPS定位模块(5)通过差分定位法确定目标追踪装置在t时刻和t-Δt时刻的位置坐标。优选地，所述步骤9中θ的计算方法为：其中，L为t时刻目标追踪装置与被追踪目标之间的距离；Lmin为双目摄像头可测得的最小距离；Lmax为双目摄像头可测得的最大距离。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、定位精度高：本专利技术中的目标追踪装置和目标追踪方法通过预测的目标追踪装置和被追踪目标的空间位置坐标，同时又通过云台从t时刻到t-Δt时刻的旋转角度来预测云台在t+Δt，然后将两个预测结果进行整合，并对云台进行超前控制来弥补角度滞后，提高了目标追踪的精度。二、安全可靠：本专利技术中的目标追踪装置设有保险杠，同时选用的九轴传感器设有工业级防水接头，提高了装置的可靠性。三、适用性强：本专利技术中的目标追踪装置可以选用车轮或履带作为运动执行机构，可以适用于复杂的道路情况。附图说明图1为本专利技术中目标追踪装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中目标追踪装置的结构示意图；图3为本专利技术中目标追踪方法的流程示意图。图中标号所示：1、外壳，2、云台，3、摄像头模块，4、MCU，5、GPS定位模块，6、姿态获取模块，7、电源，8、电机，9、运动执行模块，301、双目摄像头，302、可见光摄像头。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。一种基于多传感器的目标追踪装置，其结构如图1和图2所示，包括外壳1、云台2，摄像头模块3、MCU4、GPS定位模块5、姿态获取模块6、电源7、电机8和运动执行模块9。云台2安装在外壳1上，摄像头模块3安装在云台2上。MCU4、GPS定位模块5、姿态获取模块6、电源7和电机8均安装在外壳1内，GPS定位模块5、姿态获取模块6、电源7和电机8分别与MCU4相连。运动执行模块9与电机8相连，安装在外壳1的底部，用于实现目标追踪装置的运动。本实施例中的云台2为两轴云台。摄像头模块3包括用于测量被追踪目标与追踪装置距离的双目摄像头301和用于进行图像识别的可见光摄像头302，双目摄像头301和可见光摄像头302均安装在云台2上，双目摄像头301和可见光摄像头302分别与MCU4相连。本实施例中的摄像头模块3选用IntelD435i。MCU4选用STM32单片机。GPS定位模块5选用两个RTKMulti-GNSS定位模块。姿态获取模块6为九轴传感器，本实施例选用LPMS-RS232AL2型号的姿态传感器，该传感器集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计，可以实时计算传感器的姿态方向、线性加速度以及海拔高度等信息，采用RS232作为通信手段，同时采用了工业级的防水接头，使得目标追踪装置更加可靠。运动执行模块9为履带或车轮，本实施例选用车轮作为运动执行模块。本实施例中的目标追踪装置还设有无线通信模块，目标追踪装置通过该模块与既有的终端进行通信。本实施例还涉及一种基于多传感器的目标追踪方法，其流程如图3所示，包括：步骤1：通过RCNN目标检测算法锁定被追踪目标；步骤2：通过差分定位法确定目标追踪装置在t时刻和t-Δt时刻的位置坐标；步骤3：通过姿态获取模块6获取目标追踪装置在t时刻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，包括外壳(1)、云台(2)、摄像头模块(3)、MCU(4)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)、电机(8)和运动执行模块(9)；所述的云台(2)安装在外壳(1)上；所述的摄像头模块(3)安装在云台(2)上；所述的MCU(4)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)和电机(8)分别安装在外壳(1)内；所述的运动执行模块(9)与电机(8)相连，安装在外壳(1)的底部；所述的云台(2)、摄像头模块(3)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)和电机(8)分别与MCU(4)相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，包括外壳(1)、云台(2)、摄像头模块(3)、MCU(4)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)、电机(8)和运动执行模块(9)；所述的云台(2)安装在外壳(1)上；所述的摄像头模块(3)安装在云台(2)上；所述的MCU(4)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)和电机(8)分别安装在外壳(1)内；所述的运动执行模块(9)与电机(8)相连，安装在外壳(1)的底部；所述的云台(2)、摄像头模块(3)、GPS定位模块(5)、姿态获取模块(6)、电源(7)和电机(8)分别与MCU(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，所述的云台(2)为两轴云台。
3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，所述的摄像头模块(3)包括用于测量被追踪目标与追踪装置距离的双目摄像头(301)和用于进行图像识别的可见光摄像头(302)；所述的双目摄像头(301)和可见光摄像头(302)均安装在云台(2)上；所述的双目摄像头(301)和可见光摄像头(302)分别与MCU(4)相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，所述的GPS定位模块(5)包括两个分别与MCU(4)相连的GPS模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，所述的姿态获取模块(6)为九轴传感器。
6.根据权利要求1所述的一种基于多传感器的目标追踪装置，其特征在于，所述的运动执行模块(9)为履带或车轮。
7.一种用于如权利要求1所述目标追踪装置的目标追踪方法，其特征在于，包括：
步骤1：...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱程晨，龚震东，毛逸铭，朱俊杰，常伟，布晓萌，张义龙，陈艳，左威，徐成斯，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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