[发明专利]一种基于车载摄像机组的无人机起降监控方法及系统

权利要求书

1.一种基于车载摄像机组的无人机起降监控方法，其特征在于，该方法包括对目标的连续追踪，所述对目标的连续追踪包括如下步骤：

设置不少于3台车载摄像机用于目标的追踪定位，各摄像机根据不同任务对任务范围进行扫描并将图像数据传输给数据处理器，所述数据处理器分析数据并自动检测目标，实现目标捕获；所述车载摄像机均设置于云台上，分别对车载相机和云台进行标定，数据处理器根据视频跟踪的脱靶量、车载相机标定结果和云台标定结果计算各车载相机、云台的理论姿态角，并控制云台、车载相机向理论姿态角转动；

当有一台车载摄像机捕获到目标图像后，数据处理器计算目标的位置，并利用该位置引导其它车载摄像机转动至该位置，实现小范围内的精确搜索和捕捉；

车载摄像机捕获目标后，数据处理器实时分析视频图像，实现对目标的连续视频跟踪，得到跟踪脱靶量，数据处理器基于视频跟踪脱靶量，计算车载摄像机的理论姿态角，并控制车载摄像机向理论姿态角转动，以实现对目标的连续追踪；

该方法还包括无人机起降场地净空、净场检测；在无人机起飞、降落前，对车载摄像机组进行任务规划，实现以地面为中心，360°范围内场地、低空自动扫描检测；

目标运动状态测量的方法如下：

车载摄像机组对目标实现稳定跟踪，此时目标与车载摄像机确定空间唯一的一条直线，该直线由车载摄像机及云台姿态角确定；

多于2台车载相机稳定跟踪目标时，各车载摄像机与目标确定多条直线，空间多条直线交于一点，求取该点坐标即可获得目标位置；由于测量误差存在，通常空间直线不会相交于一点，取距离所述多条直线距离之和最近的点作为目标的位置坐标，如下公式求得：

其中，d_i(x,y,z)为空间任意一点(x,y,z)到直线l_i的距离，l_i为第i个车载摄像机与目标所确定的直线；

连续求取目标位置，即可通过不同时刻的目标坐标获得目标的运动速度和运动方向；

根据连续时刻的目标运动速度，获得目标的加速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标包括无人机、火箭筒和障碍物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无人机的三维姿态信息通过如下方法获得：

在无人机上布置N个具有明显特征的合作标志点，根据合作标志点的结构参数可获得该N个点的空间位置信息；通过一台或多台摄像机对目标进行拍摄，分析提取出该N个合作标志点在图像中的坐标，利用PNP问题建立方程组进行解析，求得目标相对于车载摄像机的三维姿态信息。

4.一种基于车载摄像机组的无人机起降监控系统，其特征在于，包括不少于3套光电成像摄像机、数据处理器；所述摄像机、数据处理器均设置于地面控制站方舱车上；所述摄像机包括转动云台和探照灯；所述系统利用如权利要求1-3任一项所述的方法对目标进行跟踪监控。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，数据处理器实现数据实时处理，运算结果实时显示。