基于纳型四旋翼无人机的快速目标跟踪控制系统与方法技术方案

技术编号:40029310 阅读:40 留言:0更新日期:2024-01-16 17:59
本发明专利技术公开了一种基于纳型无人机的视觉目标跟踪系统与方法,针对传统核相关滤波器跟踪算法无法适应目标大小变化的问题,引入尺度滤波器,使得跟踪算法能够根据目标尺度的变化来自适应地调整目标框的大小和位置;采用基于时间上下文信息的方法实现对模板的更新,使得跟踪模板具有时间相关性,更能准确反映目标在外观和运动状态上的变化;采用长短期跟踪的策略,将短期跟踪和长期跟踪的信息相结合,从而保证目标跟踪器在长时间的跟踪任务中仍然能够保持高的精度和鲁棒性,并且满足了实时性的要求;本发明专利技术在Crazyflie2.1纳型四旋翼平台进行实验,实现了在纳型四旋翼无人机上稳定的快速目标跟踪控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机目标跟踪和计算机视觉领域,特别是涉及基于纳型四旋翼无人机上的快速目标跟踪控制系统与方法。


技术介绍

1、四旋翼无人机正逐渐成为新兴科技领域的热点之一,在民用、商业及军事领域都得到了广泛应用,并发展出各种新型应用场景,如配送和快递、微型侦察、无人机拍摄等。在无人机承担的各种各样的任务中,目标跟踪都是必不可少的环节。目前的应用主要集中于大中型尺寸的无人飞行器,然而,对于隐蔽性的任务如军事侦察或打击,或狭小空间的探测任务,中大型无人机将不再适用,而需要研究纳型四旋翼无人机(重量低于50g,特征尺寸小于15cm)。

2、为了实现精度与速度的统一,采用以kcf为主的相关滤波方法最为有效。但在现有研究中,将kcf算法部署到无人机上仍然具有无法处理目标大小变化的问题。其次,仅仅应用传统相关滤波算法无法处理在长时间的跟踪中可能存在的目标漂移现象。并且很少有研究是针对于纳米型四旋翼无人机视觉跟踪的。由于纳米级无人机的体积较小,载荷能力有限,飞行易受外界干扰,研究纳型无人机视觉跟踪成为了一项具有挑战性的任务。


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技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪系统,其特征在于,包括目标跟踪器和四重串级PID控制器;目标跟踪器包括短期跟踪模块和长期跟踪模块;

2.一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪方法,其特征在于,包括:

3.如权利要求2所述的一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤3中,以输出的目标位置和尺度为基准训练滤波器模板,采用滑动窗口选取当前帧之前最近的几帧进行加权求和获得模板;其中,使用时间顺序进行加权,离当前帧越近的帧所占的权重越大,而离当前帧较远的帧所占权重越小。

4.如权利要求3所述的一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪...

【技术特征摘要】

1.一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪系统,其特征在于,包括目标跟踪器和四重串级pid控制器;目标跟踪器包括短期跟踪模块和长期跟踪模块;

2.一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪方法,其特征在于,包括:

3.如权利要求2所述的一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤3中,以输出的目标位置和尺度为基准训练滤波器模板,采用滑动窗口选取当前帧之前最近的几帧进行加权求和获得模板;其中,使用时间顺序进行加权,离当前帧越近的帧所占的权重越大,而离当前帧较远的帧所占权重越小。

4.如权利要求3所述的一种基于纳型四旋翼无人机的视觉目标跟踪方法,其特征在于,所述步骤3中,滤波器模板获得方法包括:

【专利技术属性】
技术研发人员:黄艺刘冰瑾孙健徐勇
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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