[发明专利]机载云台运动目标自主跟踪系统的图像稳定方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的机载云台运动目标自主跟踪系统的图像稳定方法，其特征在于所述步骤7）中的控制算法，所采用的算法模型如下： 

    其中模型的输出是视轴转角，模型的输入是头部运动转角， 运动目标的位置；、、分别是神经回路对头部角速度信号、被跟踪目标的角位移和角速度的转换增益，取值范围0～1；是半规管的时间常数， =16s；是眼球装置的时间常数，=0.24s；是积分器的时间常数， 是神经直接通路的增益，在正常情况下，=25s， =0.24；表示滤波器的时间常数， =0.2s；是重复误差补偿间隔时间，根据传感器数据采集频率可进行调整，这里一般选用=0.012s；和分别代表对视网膜滑动位移和速度误差重复补偿的权值，=2.5，=1。