[发明专利]一种无人机飞行控制平台及目标跟踪方法

权利要求书

1.一种无人机飞行控制平台，其特征在于：包括飞行控制单元、信号传输单元、视频采集单元、地面控制单元，视频采集单元采集目标图像，然后通过信号传输单元将目标图像传回地面控制单元，地面控制单元对接收的目标图像进行预处理，运行跟踪方法，对目标进行跟踪，根据目标框移动情况生成无人机控制信息，地面控制单元通过信号传输单元将无人机控制信息传回无人机，无人机根据控制信息完成移动目标跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种无人机飞行控制平台，其特征在于：所述飞行控制单元是一个安装在无人机上的飞行控制系统；所述信号传输单元是一个固定在无人机上的Wifi信号传输装置；所述视频采集单元是个固定在无人机上的摄像头；所述地面控制单元为一台计算机。

3.一种用于权利要求1或2所述的无人机飞行控制平台的目标跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：获得一帧视频图像，判断是否是第一帧图像，如果是第一帧图像，提取目标框的方向梯度直方图特征，训练相关滤波器模板，并更新相关滤波器模板，保存目标框的中心点，返回并继续获取视频图像；如果不是第一帧图像，则通过最新的滤波器模板与当前帧中预测目标框进行相关滤波运算，继续步骤二；

步骤二：判断相关滤波器响应图的震荡系数LP，如果相关滤波器响应图的震荡系数LP满足模板更新的条件，则进行步骤三，否则进行步骤一；

步骤三：判断相关滤波器响应图的峰值分布情况，具体为：设上一帧的目标搜索框的中心在点(a,b)位置处，根据相关滤波运算，当前帧的目标搜索框的中心移动到点(c,d)位置处，其中(c,d)是(a,b)和(e,f)之间线段的中点，构建以(a,b)中心，(e,f)为左上角的矩阵，矩阵的右下角为(g,h)，则当前帧的目标搜索框的中心的移动区域为以(e,f)为左上角点，以(g,h)为右下角点的矩形区域，当特征提取框中的相应的位置的响应值出现峰值F_max(x,y)时，计算每个峰值F_max(x,y)和最大峰值点F_max的比例值p，p满足：

如果p≥σ，σ为搜索阈值，则表示该F_max(x,y)是会产生干扰的峰值点，当会产生干扰的峰值点数量大于3个时，目标提取框的中心在以(e,f)为左上角点，以(g,h)为右下角点的矩形区域特征提取框中的所有点的位置上进行检测；否则，执行步骤四；

步骤四：判断相关滤波器的响应值和颜色直方图的响应值的大小，按照两者响应值的大小选择加权系数进行加权求和，具体为：如果相关滤波器的响应值大于颜色直方图的响应值，相关滤波器的响应值的加权系数设置为0.7；如果相关滤波器的响应值和颜色直方图的响应值相等，相关滤波器的响应值的加权系数设置为0.6；如果相关滤波器的响应值小于颜色直方图的响应值，相关滤波器的响应值的加权系数设置为0.3；

步骤五：相关滤波器的响应值和颜色直方图的响应值进行加权求和后，得到总的响应图，根据总的响应图中的峰值的位置，计算出当前帧中目标框的中心位置，更新相关滤波器模板和颜色直方图的模板，返回步骤一。

4.根据权利要求3所述的一种用于权利要求1或2所述的无人机飞行控制平台的目标跟踪方法，其特征在于：步骤二所述模板更新的条件为：相关滤波器响应图的震荡系数LP满足：

相关滤波器响应图中的最大值为F_max，最小值为F_min，像素点(x,y)处对应的响应值为F_x,y，特征提取框的长为M像素，宽为N像素。