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一种基于视觉的无人机同步定位跟踪与控制系统技术方案

技术编号:43692330 阅读:15 留言:0更新日期:2024-12-18 21:09
本发明专利技术公开了一种基于视觉的无人机同步定位跟踪与控制系统,属于无人机定位跟踪领域,包括目标状态估计单元、目标定位单元、无人机状态规划单元、轨迹跟踪与控制单元,对待跟踪的目标的状态进行估计,得到估计出的目标状态;预设运动的目标的初始估计状态或获得静止的目标的前两次估计位置,利用下一幅观测图像及估计出的目标状态对目标当前时刻的估计位置或估计状态进行滤波,得到目标的下一次估计位置或估计状态;获得无人机的下一个期望位置;最后根据下一个期望位置,控制无人机朝该期望位置飞行。本发明专利技术规划的路径更有利于控制器稳定地执行控制过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机目标定位跟踪领域,具体涉及一种基于视觉的无人机同步定位跟踪与控制系统


技术介绍

1、无人机同步目标定位跟踪与控制问题是利用一个或多个无人机对目标进行定位和跟踪的问题,这些无人机充当移动传感器,利用测量到的关于目标的某种信息找到未知目标的状态,目标的状态通常包括目标的位置、速度、加速度,具体取决于所采用的目标模型,关于目标的信息可以是距离、方位或两者兼有,具体取决于无人机所搭载的传感器。

2、无人机同步定位、跟踪与控制系统通常用于需要对目标进行精准定位和跟踪的场景,例如建筑工地监控、农业领域的作物监测、环境监测等领域,这些场景中通常需要对目标进行实时和准确的定位和跟踪,以便进行有效的监测和管理。

3、现有的定位方法可分为主动定位和被动定位,主动式定位跟踪系统是指需要使用如雷达等主动式传感器向空中辐射大功率的电磁波的定位方法,主动定位以激光测距定位模型为主,它的优点是方法简单,定位精度高,但是需要搭载激光测距仪,载荷较大且需要主动发射电磁波,不利于自身的隐蔽。被动式定位跟踪系统需要使用被动传感器,如红外传感器和声纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于视觉的无人机同步定位跟踪与控制系统,其特征在于,包括目标状态估计单元、目标定位单元、无人机状态规划单元和轨迹跟踪与控制单元;

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述目标状态估计单元通过目标状态转移模型对目标状态进行估计;所述目标状态转移模型为:

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述目标定位单元利用针孔相机模型得到目标的观测方程,再基于目标在机载相机拍摄的观测图像上的位置得到目标在参考坐标系中的坐标估计值;所述的目标的观测方程为:

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述获得目标的前两次估计位置,具体为:

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【技术特征摘要】

1.一种基于视觉的无人机同步定位跟踪与控制系统,其特征在于,包括目标状态估计单元、目标定位单元、无人机状态规划单元和轨迹跟踪与控制单元;

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述目标状态估计单元通过目标状态转移模型对目标状态进行估计;所述目标状态转移模型为:

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述目标定位单元利用针孔相机模型得到目标的观测方程,再基于目标在机载相机拍摄的观测图像上的位置得到目标在参考坐标系中的坐标估计值;所述的目标的观测方程为:

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述获得目标的前两次估计位置,具体为:

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述滤波为无迹卡尔曼滤波;进行无迹卡尔曼滤波能够得到后续多幅观测图像中的目标的多个估计位置或估计状态;其中,初次滤波时目标的当前时刻的估计位置为静止的目标的第二次估计位置;初次滤波时目标的当前时刻的估计状态为运动的目标的初始估计状态。...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈悦洁赵凡宇姚桂涛赵杰
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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