针对无人机航拍巡检操作繁琐、效率低下等问题,提出了一种基于iOS设备和图像跟踪算法的无人机自主航拍巡检控制终端。使用无人机控制软件开发包搭建了终端与无人机、航拍云台、无线图像传输设备、无人机控制器之间的通信链路。基于FFmpeg实现视频解码,提出了基于自适应尺度的时空上下文跟踪算法,引入尺度参数变化率以在线纠正更新尺度参数的过激变化,大幅增强了航拍云台在复杂背景下的跟踪稳定性,实现了无人机航拍系统对不同尺度目标的自主、稳定跟踪,提高了航拍巡检效率。 避免因噪声造成尺度变化过于敏感，在st+1计算中使用惯性滤波。3云台角度调整算法设当前帧像平面内目标中心坐标为(u，像平面中心坐标为(ucenter，vcenter)，则像平面内水平和竖直方向目标需要移动的像素分别0)需要将像平面的移动距离转化为云台在方位偏航角和俯仰角的转动角度，建立基于小孔成像模型的相机成像数学模型，

公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com如图3所示。图3相机成像原理图根据相机的视场计算公式FOV=2arctan(D/2f)(D=W，H)(11)其中:W和H分别是拍摄设备像平面图像水平和竖直方向的像素值大小控制终端的设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机弯管机，f为拍摄设备镜头焦距。根据式(11)得到目标偏移成像公式f其中:α和β分别为拍摄设备在水平和竖直方向上拍摄视角，根据式(12)有13)说明了云台在俯仰和方位偏航方向上角度的调整值与当前帧目标中心位置与像平面中心位置的像素差之间的转换关系。目前航拍设备采用的拍摄设备拍摄视角94°，已达到广角镜头的标准。可以看出云台的转动对目标在像平面成像位置影响较大，因此实现对目标成像位置的实时调整非常重要。4实际调试与测试图4展示了自主航拍系统客户端界面，界面中“Captrue”按钮用于启动对航拍视频的显示跟踪，“Ｒe-cord”则将实时保存接收、缓冲到的视频数据，“Im-agePro”用于触发图像处理算法， 公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com滑动条用于手动控制云台俯仰角度上下调整。为了说明STC跟踪算法实际效果，图5为M对跟踪算法执行效率和稳定性要求极高。由于初始帧可以正面拍摄到风机，因此分机形状较为分散，改进STC跟踪器的初始化跟踪窗口面积比原始算法要大，与原始STC跟踪器在旋转中后期丢失目标相比，改进的STC算法可以实现目标完整的跟踪，且跟踪误差趋于平稳。Meanshift算法误差开始较小，但随着拍摄角度和距离发生变化，造成目标颜色特征变化，Meanshift算法跟踪误差无法趋于稳定，而STC跟踪器和改进STC跟踪器对于目标的形变和形态变化不敏感，可以稳健跟踪。图4控制终端界面(截图)图5飞行器旋转下跟踪算法效果定义跟踪误差计算方式为ΔE=(x*i－xo)2+(y*i－yo)槡2(14)式中:x*i和y*i为跟踪算法跟踪窗中心;xo和yo为跟踪目标实际形状质心。若跟踪误差大于跟踪窗较长边长则视为跟踪失败，则3种算法跟踪成功率分别为结束语本文搭建了基于DJIMobileSDK的无人机自主跟踪航拍云台控制终端，研究了基于STC框架的适应实际电力行业航拍巡检的目标跟踪算法。在iOS开发环境下采用OpenGLES对视频进行渲染、显示，采用GCD方式避免了视频播放、图像处理、云台控制等线程拥堵，在OpencvforiOS基础上，实现了自适应尺度的STC跟踪算法，有效解决了航拍目标在遮挡、尺度变化、航拍无人机旋转、目标重叠等情况下跟踪效果下降的问题，实现了航拍巡检系统在不同场景下对目标的跟踪。控制终端的设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机弯管机 公司网站 转载中国知网 www.wangaunjimuju.com