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1、第40卷第1期红外与激光工程2011年1月Vol.40No.1InfraredandLaserEngineeringJan.2011旋翼无人机视觉跟踪系统1，21，21，231范保杰，朱琳琳，崔书平，李向军，唐延东（1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，辽宁沈阳110016；2.中国科学院研究生院，北京100049；3.大连水产学院，辽宁大连116023）摘要：设计实现了一种基于PC104计算平台的旋翼无人机自动目标跟踪系统。该系统由机载视觉子系统、地面站子系统、无线通信子系统3个部分组成，构建了完整的空地、人机交互环路。采用基于背景权重的MeanShift目标跟踪算
2、法，能够有效减小复杂环境背景对目标跟踪的影响，可靠性高且算法复杂度低。在室内外环境下进行的实验测试结果表明：系统在目标跟踪过程中即使遇到相似目标干扰或大面积遮挡，仍能够准确地自动跟踪目标，利用目标在图像中的位置主动引导数字云台与其保持相同运动方向，使目标尽可能处于相机中心视场范围内，验证了系统的可靠性和实时性。关键词：旋翼无人机；视觉系统架构；MeanShift；目标跟踪中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)01-0149-04VisualtrackingsystemofrotorcraftUAV1，21,21,231FanBaojie,ZhuL
3、inlin,CuiShuping,LiXiangjun,TangYandong(1.StateKeyLaboratoryofRobotics,ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China;2.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;3.DalianFisherUniversity,Dalian116023,China)Abstract:BasedontheplatformofPC104,anauto
4、matictargettrackingsystemoftherotorcraftunmannedaerialvehicle(UAV)wasdesignedandimplemented,whichincludedvisualairbornesubsystem,groundstationsubsystemandwirelesscommunicationsubsystem.Acompletesky-landandhuman-computerinteractionloopwereconstructed.MeanShifttrackingalgorithmbasedonthebackgroun
5、dweightcouldreducetheimpactofthecomplexbackgroundonthetrackedtargeteffectively.Thealgorithmwasrobustandwithmuchlowercomplexity.Targettrackingexperimentswerecarriedoutinindoorandoutdoorenvironmentsrespectively,andtheexperimentalresultsshowthatthevisualtrackingsystemcaneffectivelytrackthetargets,
6、evenencounteringsimilargoalsorbeshadedwithlargescale.Inthesystem,locationsofthetrackedtargetintheimagescanguideactivelythedigitalPTZ,keepingthesamemovingtargetdirection,andmakethetargetinthecenterofthecamerafieldasmuchaspossible.Thereal-timeandreliabilityofthevisualtrackingsystemarealsoprovedby
7、experiments.Keywords:rotorcraftUAV;visualsystemarchitecture;MeanShift;targettracking收稿日期：2010-04-21；修订日期：2010-05-29基金项目：国家自然科学基金资助项目（60805046）作者简介：范保杰（1983-），男，博士生，主要从事图像匹配、目标跟踪的研究。Email:fanbaojie@sia.cn导师简介：唐延东（1962-），男，研究员，博士生导师
