CN104159031A - 针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对目标对象进行定位跟踪的方法，用于无人机；所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；所述方法包括以下步骤：获得目标对象的标准标识信息；依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

Description

针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备。

背景技术

无人机(英文缩写:Unmanned Aerial Vehicle)是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。现有技术中，无人机通过内置信号采集模块如摄像头实现外部视频信号的实时采集；然而，实际作业过程中，由于无人机飞行过程中的多向性，即根据实际作业需求进行空间旋转，此时用于采集外部视频信号的摄像头也会随之进行旋转，而正是由于摄像头与无人机在同步旋转过程中，无人机行驶方向的不确定性，使得摄像头所采集的外部视频信号只能依据无人机的飞行方位进行采集，因而对于其他方位的视频信息就很容易出现“漏采”的现象，并不能满足无人机的实际作业需求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备。

依据本发明的一个方面，提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的方法，用于无人机；其中，所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；所述方法包括以下步骤：

获得目标对象的标准标识信息；

依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；

获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；

依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；

通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

可选的，所述依据目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位包括以下步骤：通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。

可选的，所述依据所检测的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转包括以下步骤：通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。

可选的，所述地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转包括以下步骤：地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；所述处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。

可选的，所述方法还包括：将所述摄像头所采集的所述目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示。

又一方面，本发明还提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的设备，用于无人机；其中，所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；

所述设备包括：

标识信息提取模块；用于获得目标对象的标准标识信息；

定位模块；用于依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；

角度信息提取模块；用于获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；

调控模块；用于依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；

再定位模块；用于通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

可选的，所述定位模块包括：

第一定位子模块；用于通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；

第二定位子模块；用于将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；

第三定位子模块；用于若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。

可选的，其特征在于，所述调控模块包括：

第一角度信息存储子模块；用于通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；

第二角度信息获取子模块；用于获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；

对比分析子模块；用于将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；

调控子模块；用于依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。

可选的，其特征在于，所述调控子模块包括：

控制信号发送单元；用于地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；

控制指令生成单元；用于所述处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；

旋转单元；用于内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。

可选的，所述设备还包括：

显示模块；用于将所述摄像头所采集的所述目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示。

根据本发明提供的一种针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备，通过首先获得目标对象的标准标识信息；然后依据目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行再定位；在然后获得无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；在然后依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；在然后通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位；克服了现有技术中，存在的由于无人机飞行过程中的多向性，即根据实际作业需求进行空间旋转，此时用于采集外部视频信号的摄像头也会随之进行旋转，而正是由于摄像头与无人机在同步旋转过程中，无人机行驶方向的不确定性，使得摄像头所采集的外部视频信号只能依据无人机的飞行方位进行采集，因而对于其他方位的视频信息就很容易出现“漏采”的现象，并不能满足无人机的实际作业需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的针对目标对象进行定位跟踪的方法流程示意图；以及

图2示出了根据本发明一个实施例的依据目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位的流程示意图；以及

图3示出了根据本发明一个实施例的依据所获得的无人机机身的偏转角度信息，通过处理单元调控摄像头进行旋转的流程示意图；以及；

图4示出了根据本发明一个实施例的地面摇杆指令系统通过处理单元调控摄像头进行旋转的流程示意图；以及；

图5示出了根据本发明一个实施例的针对目标对象进行定位跟踪的设备框图；以及

图6示出了根据本发明一个实施例的定位模块框图；以及

图7示出了根据本发明一个实施例的调控模块框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参阅图1：本发明实施例提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的方法，用于无人机；其中，该无人机包括：无人机机身及用于控制无人机飞行的云台控制系统；该云台控制系统至少包括：用于采集外界图像信息或视频信息的摄像头及用于控制摄像头在不同角度方位上进行旋转的处理单元；

具体来说，摄像头安装在无人机机身上，且摄像头通过接收处理单元所发送的旋转指令能够相对于无人机机身进行旋转；本发明实施例提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的方法具体包括以下步骤：

步骤100：获得目标对象的标准标识信息；其中，标准标识信息为目标对象的识别信息，可为目标对象的型号、颜色、机身大小、飞行速度等标识信息；云台控制系统中的处理单元可预先存储所需定位跟踪的目标对象的标准标识信息；

步骤200：依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；其中，请参阅图2，该步骤200可具体包括：步骤201，通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；步骤202，将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；步骤203，若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。

步骤300：获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；

步骤400：依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；其中，请参阅图3，该步骤400可具体包括：步骤401，通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；步骤402，获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；步骤403，将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；步骤404，依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。更进一步地，请参阅图4，地面摇杆指令系统通过处理单元调控摄像头进行旋转包括以下步骤：步骤404a，地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；步骤404b，处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；步骤404c，内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。

步骤500：通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

本实施例中，还可将摄像头所采集的目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示；其中，摄像头可选用具有自动识别、定位、跟踪功能的智能摄像头。

请参阅图5-7，与本发明实施例提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的方法相对应，本发明实施例还提供了一种针对目标对象进行定位跟踪的设备，用于无人机；其中，所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；具体来说所述设备包括：标识信息提取模块601；用于获得目标对象的标准标识信息；定位模块602；用于依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；角度信息提取模块603；用于获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；调控模块604；用于依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；再定位模块605；用于通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

具体来说，该定位模块602包括：第一定位子模块602a；用于通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；第二定位子模块602b；用于将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；第三定位子模块602c；用于若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。进一步地，调控模块604包括：第一角度信息存储子模块604a；用于通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；第二角度信息获取子模块604b；用于获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；对比分析子模块604c；用于将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；调控子模块604d；用于依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。更进一步的，调控子模块包括：控制信号发送单元；用于地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；控制指令生成单元；用于所述处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；旋转单元；用于内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。优选的，该设备还包括：显示模块；用于将所述摄像头所采集的所述目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示。

本发明实施例提供的一种针对目标对象进行定位跟踪的方法及其设备，通过首先获得目标对象的标准标识信息；然后依据目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行再定位；在然后获得无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；在然后依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；在然后通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位；克服了现有技术中，存在的由于无人机飞行过程中的多向性，即根据实际作业需求进行空间旋转，此时用于采集外部视频信号的摄像头也会随之进行旋转，而正是由于摄像头与无人机在同步旋转过程中，无人机行驶方向的不确定性，使得摄像头所采集的外部视频信号只能依据无人机的飞行方位进行采集，因而对于其他方位的视频信息就很容易出现“漏采”的现象，并不能满足无人机的实际作业需求。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种针对目标对象进行定位跟踪的方法，用于无人机；其中，所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获得目标对象的标准标识信息；

依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；

获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；

依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；

通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位包括以下步骤：

通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；

将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；

若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所检测的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转包括以下步骤：

通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；

获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；

将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；

依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转包括以下步骤：

地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；

所述处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；

内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述摄像头所采集的所述目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示。

6.一种针对目标对象进行定位跟踪的设备，用于无人机；其中，所述无人机包括：无人机机身及云台控制系统；所述云台控制系统包括：摄像头及处理单元；所述摄像头安装在所述无人机机身上，且所述摄像头通过接收所述处理单元所发送的旋转指令能够相对于所述无人机机身进行旋转；

其特征在于，所述设备包括：

标识信息提取模块；用于获得目标对象的标准标识信息；

定位模块；用于依据所述目标对象的标准标识信息对所述目标对象的位置进行定位；

角度信息提取模块；用于获得所述无人机机身在飞行方位上的偏转角度信息；

调控模块；用于依据所获得的所述无人机机身的偏转角度信息，通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转；

再定位模块；用于通过旋转后的摄像头对所述目标对象的位置进行再定位。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述定位模块包括：

第一定位子模块；用于通过地面站记录并存储需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息；

第二定位子模块；用于将所获得的所述目标对象的标准标识信息与所存储的需要进行定位跟踪的目标对象的基础标识信息进行匹配；

第三定位子模块；用于若二者相匹配，则依据所获得的目标对象的标准标识信息对目标对象的位置进行定位。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述调控模块包括：

第一角度信息存储子模块；用于通过地面站记录并存储所述无人机机身在未偏转前的第一角度信息；

第二角度信息获取子模块；用于获得所述无人机机身偏转后的第二角度信息；

对比分析子模块；用于将偏转后的所述第二角度信息与偏转前的所述第一角度信息进行对比分析；

调控子模块；用于依据对比分析结果，地面摇杆指令系统通过所述处理单元调控所述摄像头进行旋转。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述调控子模块包括：

控制信号发送单元；用于地面摇杆指令系统发送无线数字控制信号至所述处理单元；

控制指令生成单元；用于所述处理单元通过控制指令集模块将所接收的数字控制信号转换成控制指令；

旋转单元；用于内置在所述处理单元内的三轴增稳模块、三轴伺服模块依据所述控制指令控制所述摄像头进行旋转。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

显示模块；用于将所述摄像头所采集的所述目标对象的视频信息传输至地面站进行存储显示。