3。3 小结 17

第四章  跟踪算法实现与性能分析 19

4。1 跟踪算法的实现 19

4。2 跟踪算法的性能分析 24

4。3 小结 26

第五章  旋翼无人机跟踪系统设计 27

5。1 系统设计图与总体设计 27

5。2 硬件平台搭建 28

5。3 视频序列读取和初始目标锁定 29

5。4 云台控制 33

结  论 36

致  谢 37

参  考  文  献 38

附  录 40

第一章 绪论

1。1   研究背景及意义 

近两年来，无人机风靡全球，在各个领域中都能够看到它的身影。旋翼无人机的 发展得利于嵌入式技术的飞速发展，与微电子机械系统研究的深入以及相对应传感器 的成熟。由于旋翼无人机具有飞行器机械结构简单、成本相对较低、灵巧的机动性等 优点，其应用场景迅速地扩展且前景备受关注和看好。旋翼无人机从最初的玩具阶段， 到如今成千上万的旋翼无人机在我们四周盘旋，随之而来的新想法、新应用也跟着起 飞。旋翼无人机逐渐被用于诸如航拍、快递运输、农药喷洒、管线巡检、地理测绘、 警用追踪等方面，具有巨大的经济意义和应用前景。

人类从外界感知信息其中大概有 80%来至于视觉部分，因此具有视觉能力就能够 从外界获取更多的信息[1]。伴随着社会的发展，为了满足需求，在机器上使用的视觉 系统正逐步被开发。使得机器也能够通过视觉传感器获取周围的环境信息，这就是机 器视觉，这也称为计算机视觉[1]。利用计算机视觉的目标检测跟踪技术是指对图像序 列中运动目标的检测识别和跟踪，并且获得目标位置参数，然后进一步对其处理和分析，进而完成高一级的任务。 本课题所研究的是基于旋翼无人机的跟踪检测系统，指的是利用旋翼无人机作为平台，在该平台上安装云台及其控制系统，利用固定在云台上的视觉传感器（摄相机） 获取目标的运动信息，进而将目标跟踪方位信息告知飞控系统，然后飞控自主调整旋 翼无人机的飞行姿态和速度以及云台的转角，使得所跟踪的目标始终处于视觉传感器 的视野中心。并且确保旋翼无人机和跟踪目标保持一定的相对位置关系，从而实现对 目标的跟踪[2]。论文网

1。2 旋翼无人机跟踪系统研究的现状和发展 

1。3 旋翼无人机跟踪系统的难点及性能要求 

运动物体的检测跟踪技术在计算机视觉领域一直是一个难点存在颇多的问题[9]。 而旋翼无人机视觉跟踪系统还需跟踪性能优越，实时性好，应对未知场景变化能力强 等苛刻性能。

无人机跟踪系统性能的高要求导致了系统设计存在多项难点，由于无人机平台飞 行在一个背景场景未知的空间则要求该跟踪系统对跟踪目标和复杂变化场景的判别 要相当准确，并且要求该系统性能稳定，应对突发状况反应迅速具备较好的实时性。 并且还需要较好的将跟踪目标信息告知飞控、云台，使得视觉跟踪器与目标之间保持 一个较好的视野和相对位置关系。

由此，根据实际情况出发，旋翼无人机跟踪检测系统需要满足可靠性、适应性、 实时性、精准性、抗干扰性、灵活性和低耗性。