机载云台运动目标自主跟踪系统的图像稳定方法

摘要

本发明涉及一种基于类人眼复合运动的机载云台运动目标自主跟踪系统的图像稳定方法。它包括无人飞行器及其飞控系统、机载云台摄像机、机载图像处理单元和机载仿生控制微处理器。其步骤为：姿态传感器测量小型无人飞行器的姿态位置，并且视觉传感器采集摄像机的目标信息，两者信息经过相应的A/D转换，数字滤波之后，根据建立的眼球复合运动的输入关系进行运算处理，获得跟踪目标与摄像机视轴的相对偏差，并进行相应的标度转换，将处理好的信息作为机载云台控制器的控制律，分别控制机载云台电机，实现眼球复合运动的特性。这种方法根据跟踪的运动目标位置信息与无人飞行器的姿态信息，通过本发明上述步骤，可以对机载云台进行实时调节，可以实现无人飞行器在颠簸环境中，对可疑的运动目标进行自主跟踪，并能对跟踪图像具有一定的稳定作用。

主权项

一种机载云台运动目标自主跟踪系统的图像稳定方法，其特征在于将眼球的前庭动眼反射和平滑追踪运动融合一起,即为眼球的复合运动，并采用的基于这种类人眼的复合运动控制系统的数学模型对机载云台进行控制，以达到无人飞行器在恶劣环境下，仍能稳定平稳的实时跟踪运动目标；其操作步骤如下： 1)选定跟踪目标：监控人员通过控制小型无人飞行器与机载云台，选定所需跟踪的可疑目标；2)传感器测量：姿态传感器测量小型无人飞行器的姿态位置，视觉传感器—摄像机通过图像采集卡获得跟踪目标信息； 3)A/D转换：对传感器（姿态与图像）得到的连续模拟量通过A/D转换后得到数字量采样信号；4)数字滤波：对采样信号进行平滑加工，增强有效信号，消除或减少噪声；5)标度转换：分别对视觉传感器和姿态传感器进行相应的标定与转换；6)信息融合：对采集到目标图像偏差信息与无人飞行器姿态信息以及机载云台姿态信息根据建立的眼球复合运动的输入关系，进行相应的运算处理，从而获得跟踪目标与摄像机视轴的相对偏差；7)系统控制运算：获得的运动平台运动参数值通过处理器的控制算法，得到补偿偏差机载云台所需旋转的速度和方向；8)控制云台转动：将得到的摄像机云台所需旋转的速度和方向，发送给机载云台的电机，控制摄像机的运动；9)监控人工干预:地面工作站监控人员如果发现目标丢失,重复步骤1）到步骤9)循环，如果目标跟踪处于图像监控中，按正常的步骤。