无人机目标追踪信息展示系统的设计与实现

【摘要】：随着监控设备数量的增加,视频监控已经逐渐成为维护社会治安和法治的重要工具,也成为智慧城市中协调交通资源的重要支撑。通过现有的视频监控和定位,已经可以越来越多的掌握行人、行车等重要的位置和行为信息,但现有获取信息的数量还仍然跟不上未来万物互联时代庞大的信息需求。比如在漫长的高架桥、偏远的乡村、广阔的海域上,不可能密集布满摄像头装置;又比如在高楼林里的城市里,固定摄像头会被遮挡,留下很多监控的死角。现有的国产无人机厂商已经逐步掌握了远程通信、GPS定位和飞行控制等核心技术,将成本逐步缩减到可以广泛民用的水平。无人机具有高空的开阔视角和很高的空间自由度,可以作为追踪和监视系统的重要组成部分。本文结合无人机技术,设计并实现了一个无人机目标追踪信息展示系统(UAV Target Tracking Information Display System,UTTIDS),该系统的展示功能使用B/S架构,在Web端展示,由服务器和无人机组成,使用多无人机调度追踪的方法对目标进行监视,使用集中的服务器对每一架无人机进行飞行控制和调度,收集监控无人机的信息,通过Web端的二维电子地图将监控信息和无人机位置信息、工作状态展示给用户。本文首先介绍了无人机追踪监控的背景和研究意义,介绍了无人机相关的飞控、通信、电子地图和应用平台等技术。然后分析了 UTTIDS在展示、调度、飞控等环节需要实现的功能,根据需求分析设计了调度算法,设计了 UTTIDS的结构、服务器和无人机客户端的架构,并根据设计方案使用Python、Html和Android做了系统开发,实现了 UTTIDS系统的功能。在系统实现后实地测试了飞行控制功能的有效性,使用模拟的多无人机客户端通信测试了调度算法的效率,并测试了 UTTIDS的实时查看、历史查询功能,展示了 UTTIDS在安卓平台和大疆DJI设备上实现的方法和效果,测试结果表明,使用轨迹预测算法可以减少对目标的追踪丢失率。最后对本文的工作进行了总结,对无人机监控的前景做出了展望。