[发明专利]基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种侦察系统，具体的说是涉及一种基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统。

背景技术

图像识别技术是人工智能的一个重要领域，为了编制模拟人类图像识别活动的计算机程序，人们提出了不同的图像识别模型图像，已广泛应用于各个领域。与传统的有线传输相比，图像无线传输无需布线，在安装监控、节点增加和节点的移动等方面都比较方便。尤其在有毒场所、环境侦察、危险地方信息采集以及一些空间狭小、人们到达不了的恶劣环境，更需要一种灵活机动的侦察系统来对周围的环境侦察并及时反馈，以利于快速判断、掌握故障所在，直至清除故障。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，其体积小巧、灵活方便，可用于不同的应用领域，本发明能对人不易到达的地方进行图像采集、传输、处理与控制，使得监测信息一目了然。

本发明所采用的技术方案是：基于图像识别跟踪的四旋翼飞行器智能侦察系统，包括四旋翼飞行器本体和手持终端，所述四旋翼飞行器本体上还设有微处理器Ⅰ、控制器Ⅰ、自稳定陀螺仪、GPS定位仪、超声波避障模块和用于采集目标图像信息的图像传感器，其中自稳定陀螺仪、超声波避障模块和GPS定位仪与控制器Ⅰ连接，控制器Ⅰ通过直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的平衡和运行；

所述手持终端包括微处理器Ⅱ、控制器Ⅱ、3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器、PID控制器、按键输入模块和内部存储有基准图像的液晶显示屏，所述微处理器Ⅱ与微处理器Ⅰ无线相连，并将接收到的目标图像信息与其内部存储的基准图形进行匹配，将匹配图像传输至液晶显示屏，所述PID控制器分别与3D遥感控制器、三维加速度倾角传感器以及控制器Ⅱ连接，其中，3D遥感控制器发出的遥控信号及三维加速度倾角传感器采集的姿态信号发送给PID控制器，PID控制器根据接收到的信号进行姿态解算，得到当前姿态和预期姿态的偏差，将得到的偏差值进行系列换算后得到用于消除控制信号和姿态信号偏差的控制量，并将该控制量反馈给控制器Ⅱ，控制器Ⅱ将接收到控制信息通过无线传输模块传输至控制器Ⅰ，控制器Ⅰ根据接收到的信息驱动直流电机驱动板控制四旋翼飞行器的运行。

所述的图像传感器采用带有AL422B高速缓存的OV7670模块，所述的三维加速度倾角传感器是MMA845数字传感器。

所述微处理器Ⅰ和微处理器Ⅱ是STM32F103嵌入式控制芯片。

所述控制器Ⅱ上还连接有控制显示指示灯。

还包括多个电源，每个电源经整压稳流后给其上连接的微处理器Ⅰ、控制器Ⅰ、处理器Ⅱ或控制器Ⅱ供电。

所述的无线传输模块采用nRF24L01无线传输模块。

本发明中由于OV7670输出的图像数据流频率较高，为了使得微处理器Ⅰ和传感器之间的速度匹配，因而在OV7670和微处理器Ⅰ之间添加AL422B高速缓存，将输入的高速图像数据流暂存，供微处理器Ⅰ读出，从而实现完整一帧图像的采集。因此图像传感器采用带有AL422B高速缓存的OV7670模块，该模块内部电路已经连接好，外部预留OV7670传感器的各引脚接口，方便与外电路的连接。OV7670输出的图像数据先暂存在AL422B中，然后由微处理器Ⅰ读取，因此AL422B的数据输入是OV7670的输出，AL422B的数据输出是微处理器Ⅰ的输入。

本发明的有益效果：

（1）本发明四旋翼飞行器本体上设有超声波避障模块，能够有效使运动中的四旋翼飞行器及时的躲开障碍物，从而保护四旋翼飞行器本体及图像采集设备的安全；

（2）本发明设计了两种无线数据传输方案，成功解决了无线传输数据丢包的问题；

（3）本发明具有无线遥控功能、GPS定位功能、自稳定功能、图像信息识别采集功能、图像存储及无线传输功能。通过各模块的相互配合，能够及时有效的将采集到的图像信息准确地传递给液晶显示屏，让故障目标采集更加方便，故障处理更加及时到位，做到故障发现、处理的有效统一；

（4）本发明设有自稳定陀螺仪能够有效保证四旋翼飞行器飞行平稳不坠落；

（5）本发明装置可进入危险场所、人不易到达的地方及空间狭小的地方去侦察，来降低人的工作成本，且低电压供电安全性高，功耗低；

（6）本发明中模块采集数据精度高、图像传输速度快，系统工作稳定。此外，各模块抗扰能力强，受到外界因素的影响较小，本产品也可以用于其他方面，如环境勘探、有毒场所信息采集等。

附图说明

图1为本发明的结构框图；