一种基于机器鱼的摄像头稳定与目标跟踪系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于机器鱼的摄像头稳定与目标跟踪系统及方法，包括：云台控制机构、摄像头、鱼身控制机构、鱼头姿态传感器、鱼身姿态传感器、第一控制器、第二控制器；第二控制器包括图像处理单元、航向目标角控制器和前馈控制器；本发明专利技术通过将目标与摄像头采集的图像中点的水平距离以及机器鱼的抖动角度角度，来计算云台的转动角度，使得摄像头更加稳定；并且根据上述得到的水平距离和鱼身姿态传感器测量得到的鱼身实际航向角，计算机器鱼的摆动角度，使得机器鱼向目标游动，能够调节机器鱼的视野范围，以使目标始终处于机器鱼的视野中央。央。央。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器鱼的摄像头稳定与目标跟踪系统及方法


[0001]本专利技术涉及摄像头稳定与目标跟踪
，特别是涉及一种基于机器鱼的摄像头稳定与目标跟踪系统及方法。

技术介绍

[0002]水下机器鱼依靠其仿生学优势，获得了水下作业时噪声小、能耗低、伪装性好等优势。与传统方法相比，在近水平距离作业时视觉识别往往能够达到更高的控制精度。但目前已有的对机器鱼的大部分研究涉及对鱼类游动机制的模仿，以及相应运动控制、合作机制等，针对机器鱼视觉感知方面的优化较少。
[0003]因为机器鱼特殊的推进方式，机器鱼前进时将不可避免左右摆动，这种摆动同样反映前端的视觉系统上，这就导致画面质量的降低，增大了识别的难度。此外，在发现目标物后，机器鱼仍需要进行摆动，此时目标物很容易移出视野范围而丢失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于机器鱼的摄像头稳定与目标跟踪系统及方法，使得摄像头更加稳定，能够调节机器鱼的视野范围，以使目标始终处于机器鱼的视野中央。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，包括：云台控制机构、摄像头、鱼头姿态传感器、鱼身姿态传感器、第一控制器、第二控制器；所述第二控制器包括图像处理单元、航向目标角控制器和前馈控制器；所述摄像头，安装于机器鱼上，用于采集所述机器鱼前方区域的图像；所述图像处理单元，与所述摄像头通信连接，用于对所述图像中的目标进行识别，得到所述目标在所述图像中的目标位置，并计算所述目标位置与所述图像的中心点之间的水平距离；所述航向目标角控制器，与所述图像处理单元和所述鱼头姿态传感器通信连接，用于根据所述水平距离和所述鱼头姿态传感器测量得到的云台实际航向角计算得到机器鱼的鱼身目标航向角；所述前馈控制器，与所述航向目标角控制器和所述鱼身姿态传感器通信连接，用于根据所述鱼身目标航向角和所述鱼身姿态传感器测量得到的鱼身实际航向角计算得到所述摄像头的抖动角度；所述第一控制器，与所述第二控制器和所述鱼头姿态传感器通信连接，用于根据所述水平距离、所述云台实际航向角和所述抖动角度计算所述摄像头的转动角度；所述云台控制机构与所述摄像头驱动连接；所述云台控制机构用于根据所述摄像头的转动角度控制所述摄像头转动，以使所述摄像头保持稳定。2.根据权利要求1所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，所述云台控制机构包括云台和驱动舵机；所述摄像头与所述云台的转动轴固定连接；所述驱动舵机与所述转动轴驱动连接，用于驱动所述摄像头转动。3.根据权利要求2所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，还包括绕线盘；所述绕线盘的从动轮与所述转动轴传动连接，所述绕线盘的主动轮与所述驱动舵机传动连接。4.根据权利要求3所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，所述绕线盘的弹力线一端与所述从动轮连接，另一端与所述主动轮连接；所述弹力线呈“8”字分布。5.根据权利要求3所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，还包括连接架；所述连接架安装于所述机器鱼上，用于对所述云台控制机构进行固定。6.根据权利要求5所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，还包括上支架和下支架；所述上支架通过轴承与所述转动轴的上端连接，所述下支架通过轴承与所述转动轴的下端连接。7.根据权利要求1所述的基于机器鱼的摄像头稳定系统，其特征在于，所述图像处理单元用于采用KCF
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DSST算法与YOLO
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X算法对所述图像中的目标进行识别。8.一种基于机器鱼的目标跟踪系统，其特征在于，包括：鱼身控制机构、云台控制机构、摄像头、鱼头姿态传感器、鱼身姿态传感器、第一控制器、第二控制器；所述第二控制器包括图像处理单元、航向目标角控制器和前馈控制器；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马中静，韩佳蓉，王照涵，邹苏郦，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：