基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统和方法

1.一种基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统，其特征在于：包含两个智能手机，其中，一个航拍智能手机安装在四旋翼机架上，另一个地面控制智能手机留给地面操控人员进行远程控制；所述航拍智能手机还配置有气压计；
所述四旋翼的机架上配置双目摄像头、智能手机接入模块、驱动模块、动力模块、能源模块；动力模块包括四旋翼的螺旋桨与各旋翼电机，各旋翼的螺旋桨均由一个独立的旋翼电机驱动；智能手机接入模块为四旋翼与航拍智能手机之间的接口，用以无线接收航拍智能手机的目标控制命令并计算四旋翼电机的控制量，然后将计算出来的四旋翼电机的控制量发送给驱动模块，同时还无线下传双目摄像头的航拍视频数据到地面控制智能手机上；
所述驱动模块由单片机与电子调速器组成，接收航拍智能手机接入模块输出的控制量，并通过电子调速器输出给旋翼电机；
能源模块为四旋翼飞行器的电力供应设备，主要包括锂电池；上述各模块采用统一接口并能组合或拆卸；
两个智能手机之间能够通过公共基站无线网络互通：其中，地面控制智能手机用于选取需要跟踪的运动目标并在目标选定后将该目标发送给航拍智能手机；航拍智能手机用于接收目标数据并完成目标追踪算法产生目标控制命令，然后将目标控制命令发送给四旋翼的智能手机接入模块驱动四旋翼开始对目标进行追踪，航拍智能手机还实时接收来自双目摄像头所捕获的视频信息并将该视频信息通过无线网络传输至地面控制智能手机中。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统，其特征在于：无线网络为3G或4G网络。
3.根据权利要求1所述的基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统，其特征在于：地面控制智能手机通过触摸屏幕操作选取需要跟踪的运动目标。
4.根据权利要求1-3之一所述的基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统，其特征在于：智能手机具有高速多核的CPU处理器、GPU图像处理器和无线网络通信模块。
5.根据权利要求1-3之一所述的基于智能手机与双目视觉的四旋翼运动目标追踪系统，其特征在于：智能手机均为Android操作系统。
6.一种采用上述权利要求之一所述运动目标追踪系统的四旋翼运动目标追踪方法，其特征在于主要包括如下步骤：地面控制智能手机首先选取需要跟踪的运动目标并在目标选定后将该目标发送给航拍智能手机；航拍智能手机接收目标数据并完成目标追踪算法产生目标控制命令，然后将目标控制命令发送给四旋翼的智能手机接入模块驱动四旋翼开始对目标进行追踪；在对目标进行追踪过程中，双目摄像头将捕获的视频信息实时发送给航拍智能手机，航拍智能手机实时接收来自双目摄像头所捕获的视频信息并将该视频信息通过无线网络传输至地面控制智能手机中。
7.根据权利要求6所述的四旋翼运动目标追踪方法，其特征在于具体包括如下步骤：
步骤S1：使用四旋翼上的气压计，设定四旋翼的飞行高度；
步骤S2：获取四旋翼上双目摄像头中的双目图像信息；
步骤S3：应用基于Camshift算法与强跟踪Kalman滤波的目标跟踪算法对双目摄像头的左目与右目的图像进行目标跟踪，并对下一帧图像中目标出现的位置进行预测；
步骤S4：判断目标是否同时出现在左目和右目中，若目标同时出现在左目和右目中，则进行下一步算法操作，否则对四旋翼的位置进行调整；若四旋翼位置调整失败，目标无法同时出现在左目和右目中则跳转至步骤S1顺序执行；
步骤S5：将所获取的双目摄像头左目和右目所跟踪到的运动目标的中心点位置坐标作为追踪目标，应用双目测距原理计算出当前四旋翼与该目标之间的距离；
步骤S6：根据所设定的四旋翼与目标之间的距离阈值，调节四旋翼与目标之间的距离使四旋翼始终保持在所设定的距离阈值范围内；之后跳转至步骤S1循环顺序执行，直至航拍智能手机收到追踪停止命令。
8.根据权利要求7所述的四旋翼运动目标追踪方法，其特征在于步骤S6具体包含如下三种情况：
步骤S61：若根据计算得出追踪目标与四旋翼之间的距离大于所设定的阈值范围时，调整四旋翼的位置，使四旋翼往靠近追踪目标的方向直线飞行，使四旋翼与追踪目标之间的距离处于所设定的阈值范围内；
步骤S62：若根据计算得出追踪目标与四旋翼之间的距离小于所设定的阈值范围时，调整四旋翼的位置，使四旋翼往远离追踪目标的方向直线飞行，使四旋翼与追踪目标之间的距离处于所设定的阈值范围内；
步骤S63：无论是步骤S61还是步骤S62：在调节之后均跳转至步骤S1循环执行，从而实现对目标的追踪，直至航拍智能手机收到追踪停止命令。

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