今天我們來講一講P600室外無人機(jī)亮點(diǎn)功能之一“吊艙框選跟蹤”。該平臺(tái)配置USB接口的Q10F十倍變焦單光吊艙，并開發(fā)了其專用ROS驅(qū)動(dòng)；通過機(jī)載系統(tǒng)中內(nèi)置的KCF框選追蹤算法，基于*圖像視覺實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)（人/車/其他無人機(jī)等…）的框選、追蹤與跟隨。下面將分別從原理說明和實(shí)機(jī)操作兩方面進(jìn)行描述。
一、原理說明
1、KCF原理
KCF（Kernelized Correlation Filters）是一種鑒別式追蹤方法，這類方法一般都是在追蹤過程中訓(xùn)練一個(gè)目標(biāo)檢測(cè)器，使用目標(biāo)檢測(cè)器去檢測(cè)下一幀預(yù)測(cè)位置是否是目標(biāo)，然后再使用新檢測(cè)結(jié)果去更新訓(xùn)練集進(jìn)而更新目標(biāo)檢測(cè)器。而在訓(xùn)練目標(biāo)檢測(cè)器時(shí)一般選取目標(biāo)區(qū)域?yàn)檎龢颖?，目?biāo)的周圍區(qū)域?yàn)樨?fù)樣本，當(dāng)然越靠近目標(biāo)的區(qū)域?yàn)檎龢颖镜目赡苄栽酱?。KCF相對(duì)于其他的tracking-by-detection方法速度得到了極大的提升，效果也相對(duì)較好。
KCF算法流程圖
2、節(jié)點(diǎn)圖
吊艙跟蹤節(jié)點(diǎn)圖如下圖所示：
3、跟蹤控制原理與主要消息流
控制說明：tracker_ros節(jié)點(diǎn)訂閱來自吊艙的圖像話題，得到xy偏移量和原本框大小和實(shí)際框大小，都在position_diff話題里面。xy的偏移量在serial_node節(jié)點(diǎn)由PID得到吊艙偏航橫滾的控制量并通過串口二發(fā)給吊艙。原本框大小和實(shí)際框大小在target_tarcking節(jié)點(diǎn)由PID得到無人機(jī)x方向的期望速度。
吊艙控制
俯仰角控制：PID控制（誤差來自檢測(cè)框與相機(jī)圖像中心點(diǎn)上下偏離的距離）偏航角控制：PID控制（誤差來自檢測(cè)框與相機(jī)圖像中心點(diǎn)左右偏離的距離）吊艙俯仰角和偏航角的PID代碼如下：
無人機(jī)跟蹤控制
無人機(jī)偏航是讀取吊艙偏航，并和吊艙偏航保持一致。X方向速度控制：PID控制（誤差來自當(dāng)前檢測(cè)框的大小和最初手動(dòng)框選大小的差）X方向速度的PID控制代碼如下：
二、實(shí)機(jī)操作
室外測(cè)試需要使用NoMachine連接TX2的遠(yuǎn)程桌面，同時(shí)在TX2上框選要跟蹤的目標(biāo)在完成初步測(cè)試之后，讓飛手在自穩(wěn)模式或定點(diǎn)模式下試飛飛機(jī)，飛機(jī)正常則返回地面繼續(xù)下面步驟啟動(dòng)
fly_track_outdoor.sh
文件
/home/amov/track_ws/src/px4_command/sh/sh_for_P200/fly_tracking_outdoor.sh
觀察各個(gè)終端，確保都沒有錯(cuò)誤在倒數(shù)第三個(gè)終端窗口輸入0選擇PID，輸入1選擇GO ON
在倒數(shù)第二個(gè)終端窗口輸入1選擇go on，輸入777選擇track
飛手嘗試切換offboard模式，能切換成功則在position模式下飛到一定高度?？蜻x目標(biāo)觀測(cè)速度數(shù)據(jù)是否正常，正常則繼續(xù)框選目標(biāo)：
飛手切offboard模式飛機(jī)開始跟蹤，并注意在意外情況下控制飛機(jī)切到自穩(wěn)或者定點(diǎn)模式。
更多詳細(xì)的資料
可參考wiki手冊(cè)：
– End –
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