【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于目标追踪，尤其涉及一种运动目标控制与自动追踪系统、方法、计算机设备及介质。
技术介绍
1、目前，在实际制作与调试系统时，常遇到各种问题。如识别屏幕边缘时，由于边缘颜色浅且边框窄，一般的矩形识别函数无法识别；识别靶纸的矩形框的时候，常识别到矩形的外侧边缘，不利于红色激光点的控制。除此之外，摄像头对颜色的识别经常受光照的影响，导致在不确定的光照条件下存在矩形识别不准的问题；对于激光点的控制，也由于控制算法与参数的问题而误差较大、不够精确
2、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术识别靶纸的矩形框的时候，常识别到矩形的外侧边缘或因光照而对矩形的识别产生影响，不利于红色激光点的控制，激光点控制的误差较大。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种运动目标控制与自动追踪系统、方法、计算机设备及介质。
2、本专利技术是这样实现的，一种运动目标控制与自动追踪方法，所述运动目标控制与自动追踪方法，包括以下步骤：
3、第一步，使用串口屏以串口通信的形式发送控制指令，以openmv与k210智能摄像头作为主控设备，以数字舵机为执行器。串口屏上设置复位、绕屏一圈、目标追踪、暂停等功能，当点击相应的功能时，串口屏会向主控系统发送相应的控制指令(即串口屏与openmv进行简单的通信)，系统将按照指令去执行相应的任务；
4、第二步，若执行目标追踪功能，则在智能摄像头中使用图像腐蚀、畸变校正算法调整矩形图像及其识别，
5、第三步，当串口发送相应任务指令时，系统执行相应任务；当执行运动追踪任务时，若跟踪误差符合要求，则触发蜂鸣器与led表示成功追踪。
6、进一步，所述运动目标控制与自动追踪方法对于屏幕边缘的顺时针移动，在对舵机上电之前，手动转动舵机，使红色激光点分别对准两个互为对角的顶点并记录其坐标，再进一步计算屏幕边框另外两顶点的坐标，根据得到的顶点坐标控制舵机使红色激光点沿边框顺时针移动。
7、进一步，所述运动目标控制与自动追踪方法识别靶纸边缘黑色电工胶带的中央，将图像二值化后进行腐蚀操作，使得边缘变窄，再对操作后的图像进行矩形识别，得到矩形四个顶点的坐标，根据坐标，使用增量式pid算法控制舵机转动，实现对红色激光点的控制。
8、进一步，所述运动目标控制与自动追踪方法一个绿色激光笔所在的云台，则将红色激光点和绿色激光点同时识别出来，根据两者横纵坐标的误差，同样使用增量式pid控制。
9、进一步，所述运动目标控制与自动追踪方法的靶纸黑色边缘的均分点计算减小两个移动目标点之间的距离，即在矩形该边两顶点之间，沿边作出若干个等分点，连同两个顶点一起，每次都将运动的目标点定为下一个点，将整个移动划分为若干小段，直至整个运动完成；
10、矩形同一边两顶点坐标为(a,b),(c,d)，将该边n等分，则该边上会有n-1个点，两顶点除外)，第i个点的坐标为(xi,yi)，则：
11、
12、增量式pid控制，让红色激光点沿给定边线运动，以及绿色激光点跟随红色激光点运动，增量式pid控制算法的表达式为：
13、
14、对于一个已知的二值化图像a与结构元素b，b的核为(x,y)，记经过b腐蚀的a的图像为s，则有：
15、
16、即在对b作平移运动时，当b中为1的元素全部位于a中1的元素中时，核的位置为1，否则为0。
17、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述运动目标控制与自动追踪方法。
18、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述运动目标控制与自动追踪方法。
19、本专利技术的另一目的在于提供一种基于所述运动目标控制与自动追踪方法的运动目标控制与自动追踪系统，所述动目标控制与自动追踪系统包括两部分；第一部分是一个为独立智能摄像头openmv4 h7plus和带有红色激光笔的二维舵机云台，openmv独立固定在云台的前方(与云台不连接)，红色激光笔用热熔胶固定在二维舵机云台的顶端，使得舵机复位的时候激光笔恰好指向屏幕中央；另一部分为智能摄像头k210和带有绿色激光笔的二维舵机云台，摄像头与激光笔一同固定在二维云台上，激光笔的固定方式与另一个相同，k210固定在激光笔的一侧。两云台之间无任何形式的连接或通信。
20、独立智能摄像头用于识别幕布、靶纸边缘以及红色激光点，并控制带有红色激光笔的舵机云台转动，使红色激光点按照预定的路线移动；另一个固定在云台上的智能摄像头k210用于识别红色以及绿色的激光点，并控制绿色激光点跟随红色激光点，当跟随误差较小；智能摄像头k210控制有源蜂鸣器发声、led灯发光，由串口屏向openmv4 h7plus以串口通信的方式发出，openmv4 h7plus在接收到串口发送的信息后，根据发送的内容，执行相应的指令。
21、进一步，所述动目标控制与自动追踪系统采用openmv4 h7plus及k210，作为主控开发板来控制二维舵机云台的运动，以及识别幕布的边缘以及靶纸；openmv4 h7plus独立放置用于观测幕布，k210与绿色激光笔一同固定在同一个二维舵机云台上，用于识别红绿激光点。
22、进一步，所述动目标控制与自动追踪系统使用智能摄像头开发板与舵机进行连接，搭建了一个蜂鸣器电路，当识别到绿色激光点的跟随误差在允许范围内时，触发蜂鸣器与led；
23、程序在智能摄像头开发板和陶晶驰串口屏上。
24、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
25、第一、本专利技术使用串口屏以串口通信的形式发送控制指令，以openmv与k210智能摄像头作为主控设备，以数字舵机为主要执行器。在智能摄像头中使用图像腐蚀、畸变校正等算法调整图像及其识别，使用增量式pid等方法进行目标控制与运动追踪。当串口发送相应任务指令时，系统执行相应任务。当执行运动追踪任务时，若跟踪误差符合要求，则触发蜂鸣器与led表示成功追踪。系统在测试中取得了良好的效果，基本实现预定目标。
26、第二，本专利技术对于屏幕边缘的顺时针移动，为了避免现场的干扰，我们采用采样的方式，即在对舵机上电之前，手动转动舵机，使红色激光点分别对准两个互为对角的顶点并记录其坐标，再进一步计算屏幕边框另外两顶点的坐标。最终根据得到的顶点坐标控制舵机使红色激光点沿边框顺时针移动；为了能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法对于屏幕边缘的顺时针移动，在对舵机上电之前，手动转动舵机，使红色激光点分别对准两个互为对角的顶点并记录其坐标，再进一步计算屏幕边框另外两顶点的坐标，根据得到的顶点坐标控制舵机使红色激光点沿边框顺时针移动。
3.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法识别靶纸边缘黑色电工胶带的中央，将图像二值化后进行腐蚀操作，使得边缘变窄，再对操作后的图像进行矩形识别，得到矩形四个顶点的坐标，根据坐标，使用增量式PID算法控制舵机转动，实现对红色激光点的控制。
4.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法一个绿色激光笔所在的云台，则将红色激光点和绿色激光点同时识别出来，根据两者横纵坐标的误差，同样使用增量式PID控制。
5.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～5任意一项所述运动目标控制与自动追踪方法。
7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～5任意一项所述运动目标控制与自动追踪方法。
8.一种基于权利要求1～5任意一项所述运动目标控制与自动追踪方法的运动目标控制与自动追踪系统，其特征在于，所述动目标控制与自动追踪系统包括两部分；第一部分是一个为独立智能摄像头OpenMV4 H7Plus和带有红色激光笔的二维舵机云台；另一部分为智能摄像头k210和带有绿色激光笔的二维舵机云台，摄像头与激光笔一同固定在二维云台上；
9.如权利要求8所述的运动目标控制与自动追踪系统，其特征在于，所述动目标控制与自动追踪系统采用OpenMV4 H7Plus及k210，作为主控开发板来控制二维舵机云台的运动，以及识别幕布的边缘以及靶纸；OpenMV4 H7Plus独立放置用于观测幕布，k210与绿色激光笔一同固定在同一个二维舵机云台上，用于识别红绿激光点。
10.如权利要求8所述的运动目标控制与自动追踪系统，其特征在于，所述动目标控制与自动追踪系统使用智能摄像头开发板与舵机进行连接，搭建了一个蜂鸣器电路，当识别到绿色激光点的跟随误差在允许范围内时，触发蜂鸣器与LED；
...【技术特征摘要】
1.一种运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法对于屏幕边缘的顺时针移动，在对舵机上电之前，手动转动舵机，使红色激光点分别对准两个互为对角的顶点并记录其坐标，再进一步计算屏幕边框另外两顶点的坐标，根据得到的顶点坐标控制舵机使红色激光点沿边框顺时针移动。
3.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法识别靶纸边缘黑色电工胶带的中央，将图像二值化后进行腐蚀操作，使得边缘变窄，再对操作后的图像进行矩形识别，得到矩形四个顶点的坐标，根据坐标，使用增量式pid算法控制舵机转动，实现对红色激光点的控制。
4.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法一个绿色激光笔所在的云台，则将红色激光点和绿色激光点同时识别出来，根据两者横纵坐标的误差，同样使用增量式pid控制。
5.如权利要求1所述的运动目标控制与自动追踪方法，其特征在于，所述运动目标控制与自动追踪方法的靶纸黑色边缘的均分点计算减小两个移动目标点之间的距离，即在矩形该边两顶点之间，沿边作出若干个等分点，连同两个顶点一起，每次都将运动的目标点定为下一个点，将整个移动划分为若干小段，直至整个运动完成；
6.一种计算机...
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