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无人机云台跟踪目标实现

news 2025/7/26 21:47:04

文章目录

前言
效果展示
整体架构流程
技术细节
- 偏移量计算
- 死区设置与比例控制
- 部分代码展示
小结

前言

项目上需要实现云台跟随目标的移动而移动，即始终保持目标在画面中心。现简单记录下实现过程。

效果展示

在这里插入图片描述

整体架构流程

在这里插入图片描述
基于目标检测框的云台跟踪控制，通过计算目标中心与画面中心的偏移量，生成云台转动指令。

技术细节

偏移量计算

获取当前图像尺寸。
计算目标中心点坐标：

target_x = x + width / 2
target_y = y + height / 2

计算与图像中心的偏移量：

dx = target_x - image_w / 2 （水平方向）
dy = image_h / 2 - target_y （垂直方向，注意Y轴向上为正）

注意点：图像坐标系以左上角为原点，水平向右为x正，垂直向下为y正。而云台控制中垂直方向（dy）计算时取反，使其符合“向上为正”的常规。

死区设置与比例控制

水平方向：

若|dx| < 100像素，则yaw = 0（不转动）；
否则，yaw = dx * 0.2（比例系数）。

垂直方向：

若|dy| < 100像素，则pitch = 0（不转动）；
否则，pitch = dy * 0.2（比例系数）。

具体参数设置，需要实际测试调节；

部分代码展示

    def target_tracking(self, que):import jsonTOPIC = "/fly/test00/test01/ctrl"print("",TOPIC)key = "demo123456"try:while True:target_bbox = que.get()# 安全终止机制if target_bbox is None:print("收到终止信号，关闭连接")breakimage_h, image_w = self.im0s.shape[:2]# 1. 计算目标中心与图像中心的偏移target_x = target_bbox[0] + target_bbox[2] / 2target_y = target_bbox[1] + target_bbox[3] / 2dx = target_x - image_w / 2dy = image_h / 2 - target_y  # 注意Y轴方向取反# 2. 设置死区（偏移小于50像素时不动作）if abs(dx) < 100:yaw = 0else:yaw = dx * 0.2  # 比例系数0.2（与原逻辑一致）if abs(dy) < 100:pitch = 0else:pitch = dy * 0.2  # 比例系数0.2（与原逻辑一致）# 3. 四舍五入取整（符合接口int类型要求）pitch = int(round(pitch))yaw = int(round(yaw))print(f"Sent command: pitch={pitch}, yaw={yaw}")if pitch == 0 and yaw == 0:continueelif pitch == 0:message = {"gimbal":{"yaw": yaw}}elif yaw == 0:message = {"gimbal":{"pitch": pitch}}else:message = {"gimbal":{"pitch": pitch,"yaw": yaw}}# 发布消息plaintext_json = json.dumps(message, ensure_ascii=False, separators=(',', ':'))cipher = aes_encrypt_ecb(plaintext_json, key)print("Encrypted:", cipher)publish_result = self.mqtt_client_payload.on_publish(TOPIC, cipher)except Exception as e:print(f"处理异常: {str(e)}")