CN105487552A - 无人机跟踪拍摄的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机跟踪拍摄的方法，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，所述方法包括：根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。本发明还公开了一种无人机跟踪拍摄的装置。本发明使无人机跟踪拍摄过程中，当目标对象移动时调整所述无人机搭载的云台对目标对象进行跟踪，使得目标对象保持在拍摄画面的中心。

Description

无人机跟踪拍摄的方法及装置

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及无人机跟踪拍摄的方法及装置。

背景技术

随着无人机的发展，无人机跟踪目标拍摄功能已经有了强烈的市场需求，现有无人机的跟随目标功能：使用者手里拿着定位模块对自己进行定位，然后开启无人机的跟随功能，无人机就会飞到预先设定的，距离被跟随者固定高度固定距离处，这时被跟随者运动，无人机也跟随目标运动，并和被跟随者保持固定高度固定距离。

在使用者运动时，无人机可以自动跟随使用者拍摄出效果较好的视频，记录使用者的运动情况。但是无人机虽然可以自稳，可俯仰角度都是需手动设定一个固定角度。一般的开启无人机跟随功能后，使用者需调整所述无人机所搭载的云台的俯仰角度，使摄像头对准自己，使自己处于摄像头拍摄的中心位置。当使用者运动时，速度变化较快，比如使用者以一个很快的速度启动，这时无人机虽然可以瞬间的收到使用者运动的数据，但是无人机从收到数据到启动加速跟上使用者会有一个明显的滞后，导致使用者已经不处于刚刚调整的摄像头的中心位置了。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无人机跟踪拍摄的方法及装置，旨在解决无人机跟踪拍摄时需要手动调整所述无人机搭载的云台的俯仰角度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种无人机跟踪拍摄的方法，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，所述无人机跟踪拍摄的方法包括以下步骤：

根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。

优选地，所述根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角的具体步骤包括：

采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

控制所述云台运动一俯仰角θ。

优选地，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

优选地，所述在根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态步骤前还包括：根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角。

优选地，所述根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角的具体步骤包括：

采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

控制所述云台运动一偏航角ψ。

优选地，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动、向左运动及向右运动中的至少一种。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种无人机跟踪拍摄的装置，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，所述无人机跟踪拍摄的装置包括：

俯仰角调整模块，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

姿态控制模块，用于根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。

优选地，所述俯仰角调整模块包括：

平面构建单元，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

运动差值获取单元，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

俯仰角计算单元，用于根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

俯仰角控制单元，用于控制所述云台运动一俯仰角θ。

优选地，所述无人机跟踪拍摄的装置还包括：

偏航角调整模块，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角。

优选地，所述偏航角调整模块包括：

第一平面构建单元，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

运动量采集单元，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

第二平面构建单元，用于根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，用于根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

偏航角获取单元，用于根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

偏航角控制单元，用于控制所述云台运动一偏航角ψ。

本发明实施例提出的一种无人机跟踪拍摄的方法及装置，通过获取无人机所搭载的云台与目标对象的高度差和水平距离，并根据所述高度差和水平距离计算并调整所述云台的俯仰角，使得目标对象位于拍摄画面中心，实现了无人机跟踪拍摄过程中，自动调整所述无人机搭载的云台的俯仰角度，使目标对象处于拍摄画面中心的功能。

附图说明

图1为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第二实施例的流程示意图；

图3为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第三实施例的流程示意图；

图4为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第一实施例的功能模块示意图；

图5为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第二实施例的功能模块示意图；

图6为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第三实施例的功能模块示意图；

图7为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第四实施例的功能模块示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。

由于现有技术在无人机跟踪拍摄过程中需要手动调节所述无人机所搭载的云台的俯仰角，使得在目标对象快速移动时，无法跟上目标对象进行拍摄的缺陷。

本发明提供一种解决方案，使无人机跟踪拍摄时，目标对象快速移动时，通过立即调整所述无人机所搭载的云台的俯仰角度和/或偏航角度使目标对象，在无人机还未跟上目标对象同步运动时，目标对象依然处于拍摄画面中心。

本发明所示的实施例以无人机搭载挂载有镜头的云台为例，对于目标对象相对于所述无人机搭载的云台的运动，在空间直角三角形中，为方便计算通常将其运动映射到垂直于水平面和平行于水平面的平面上进行计算，本发明所示的实施例同样运用此方法进行，通过在目标对象移动时，分别对目标对象在垂直于水平面上的运动通过调整所述无人机搭载的云台的俯仰角度进行跟踪拍摄及在水平面上的运动通过调整所述无人机搭载的云台的偏航角度进行跟踪，需要说明的是，对于目标对象移动时的跟踪拍摄，本发明所提供的方法在对所述无人机搭载的云台的俯仰角度和/或偏航角度进行调节之后，依然会按照现有技术所提供的方法，控制无人机跟踪目标对象进行拍摄。即本发明所提供的方法是先通过云台的运动来及时将目标对象保持在镜头的中央，随后通过无人机的运动来实现对目标对象的跟踪，同时云台在无人机运动后将同时调节运动一保持目标对象在镜头中央。

参照图1，为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第一实施例，所述无人机跟踪拍摄的方法包括：

步骤S100，根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

当用户开启跟踪拍摄功能时，飞控系统控制无人机对目标对象进行跟踪拍摄，一种可能的方式为，用户开启跟踪拍摄之前，预设目标对象与无人机之间的水平距离和高度差，飞控系统开启跟踪拍摄之后，控制无人机与目标对象之间保持所述用户预设的水平距离和高度差，并根据所述水平距离和高度差通过反正切函数计算获得无人机所搭载的云台的俯仰角度，控制无人机所搭载的云台的俯仰角为所述俯仰角度对目标对象进行拍摄；

当所述目标对象相对于所述无人机发生移动时，通过所述无人机及目标对象所搭载的传感器返回的监测数据，获取所述无人机和目标对象的运动差值，并根据所述运动差值控制云台调整镜头的俯仰角度，使所述目标对象位于拍摄画面的中心。

步骤S200，根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态；

获取目标对象的运动轨迹，并根据所述运动轨迹控制所述无人机飞行姿态，使无人机跟踪目标对象进行拍摄，其中，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

在本实施例中，通过获取所述目标对象与无人机之间的运动差值，计算并获得云台需要调整的俯仰角，并控制调整云台的俯仰角度，同时根据目标对象的运动轨迹调整无人机姿态，对目标对象进行跟踪拍摄，使得目标对象相对于无人机发生移动时，无人机能够通过调整云台的俯仰角度和无人机姿态及时跟踪目标对象进行拍摄，使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，参照图2，为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第二实施例，基于上述图1所示的实施例，所述步骤S100，根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角包括：

步骤S101，采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

根据前一时刻目标对象与无人机的位置，采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机位置点a12，并根据所述位置点a11和位置点a12在空间坐标系中构建竖直平面A1，其中所述位置点a11和位置点a12在所述构建的竖直平面A1中。

步骤S102，采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

将所述目标对象及无人机的运动投影到空间直角坐标系中，将所述目标对象及无人机的运动分解为竖直方向上的运动和垂直于竖直方向上的运动，采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，及在所述构建的竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，并通过所述在竖直方向上的运动量和在竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值。

步骤S103，根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，通过预设算法计算获得所述云台需要调整的俯仰角θ，一种可能的实现方式为根据所述两个运动差值通过反正切函数计算获得俯仰角θ。

步骤S104，控制所述云台运动一俯仰角θ；

飞控系统根据所述俯仰角θ，控制所搭载的云台调整俯仰角，可以预见的，当控制云台调整俯仰角后，还将根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态，对所述目标对象进行跟踪拍摄，其中，控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。具体实施时，本实施例的具体实施步骤包括：

1、根据前一时刻目标对象位置点a11及无人机的位置点a12构建竖直平面A1；

2、根据采集到的当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值ΔH，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值ΔL；

3、根据运动差值ΔH和运动差值ΔL，以及前一时刻目标对象与无人机的高度差H和水平距离L，其中，高度差H通过无人机和目标对象所搭载的高度传感器返回的高度信息进行差值计算获得，水平距离L根据无人机和目标对象所搭载的位置信息传感器返回的位置信息中的经纬度信息计算获得，如公式1所示，ΔJ为目标对象与无人机经度之差，ΔW为目标对象与无人机纬度之差；

公式1：L＝(sqrt(ΔJ²+ΔW²))*111319.5；

俯仰角θ通过公式2，由上述高度差H、水平距离L、运动差值ΔH和运动差值ΔL计算获得；

公式2：θ＝arctan(H+ΔH/L+ΔL)；

4、根据俯仰角θ控制云台调整俯仰角度，使目标对象位于拍摄画面中心。

在本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过获取所述目标对象与无人机之间在竖直方向及垂直于竖直方向上的运动差值，计算无人机所搭载的云台需要调整的俯仰角，使得目标对象相对于无人机在目标对象与无人机所在的竖直平面上发生位移时，无人机能够通过调整所述无人机搭载的云台的俯仰角度及时跟踪目标对象，使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，参照图3，为本发明无人机跟踪拍摄的方法的第三实施例，基于上述图1所示的实施例，所述步骤S200，根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态之前还包括：

步骤S110，根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角。

通过所述无人机及目标对象所搭载的传感器返回的监测数据，获取所述无人机和目标对象的运动差值，并根据所述运动差值控制云台调整镜头的偏航角度，使所述目标对象位于拍摄画面的中心。本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过所述无人机及目标对象的运动差值，控制所述云台调整偏航角度，使目标对象相对于无人机在垂直于竖直方向上的平面中运动时，通过控制云台调整偏航角度使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，本发明无人机跟踪拍摄的方法的第四实施例，基于上述图3所示的实施例，所述步骤S110，根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角包括：

步骤S111，采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

根据前一时刻目标对象与无人机的位置，采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机位置点a12，并根据所述位置点a11和位置点a12在空间坐标系中构建竖直平面A1，其中所述位置点a11和位置点a12在所述构建的竖直平面A1中。

步骤S112，采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

将所述目标对象及无人机的运动投影到空间直角坐标系中，采集当前时刻相对前一时刻目标对象向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1，和无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L2。

步骤S113，根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

针对本步骤，具体实现时，一种可能的情况为无人机未移动，仅目标对象相对于无人机移动，具体实施步骤包括：

根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对于无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，并根据所述运动差值S计算获得虚拟位置点a21，即运动后目标对象的位置，构建竖直平面A2，所述虚拟位置点a21和无人机位置点a12均在所述构建的竖直平面A2中。

另一种可能的情况为无人机与目标对象均移动，具体实施步骤包括：

根据所述运动量L1获取目标对象的虚拟位置点a21，根据所述运动量L2获取无人机的虚拟位置点a22，构建竖直平面A2，所述虚拟位置点a21和虚拟位置点a22均在所述构建的竖直平面A2中。

步骤S114，根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

根据所述构建的竖直平面A1和竖直平面A2，通过计算两个竖直平面之间的夹角，获取所述云台需要调整的偏航角ψ。

步骤S115，控制所述云台运动一偏航角ψ；

飞控系统根据所述偏航角ψ，控制所搭载的云台调整偏航角，可以预见的，当飞控系统控制云台调整偏航角后，还将根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态，对所述目标对象进行跟踪拍摄，其中，控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

具体实施时，本实施例的具体实施步骤包括：

1、根据前一时刻目标对象位置点a11及无人机的位置点a12构建竖直平面A1；

2、根据当前时刻所述无人机搭载的GPS模块返回的监测信息，获得所述无人机的位置信息，同时根据当前时刻所述目标对象搭载的GPS模块返回的监测信息，获得所述目标对象的位置信息；

3、根据当前时刻无人机的位置信息和目标对象的位置信息构建竖直平面A2；

4、计算竖直平面A1和竖直平面A2的夹角，获得云台需要调整的偏航角ψ；

5、飞控系统根据偏航角ψ控制云台调整偏航角度，使目标对象位于拍摄画面中心。

在本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过获取所述目标对象在无人机偏航方向上的角度，控制云台调整偏航角度，使得无人机能够通过控制云台调整偏航角度及时跟踪拍摄目标对象，保持目标对象在拍摄画面中心。

参照图4，为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第一实施例，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，所述无人机跟踪拍摄的装置包括：

俯仰角调整模块100，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

当用户开启跟踪拍摄功能时，飞控系统控制无人机对目标对象进行跟踪拍摄，一种可能的方式为，用户开启跟踪拍摄之前，预设目标对象与无人机之间的水平距离和高度差，飞控系统开启跟踪拍摄之后，控制无人机与目标对象之间保持所述用户预设的水平距离和高度差，并根据所述水平距离和高度差通过反正切函数计算获得无人机所搭载的云台的俯仰角度，控制无人机所搭载的云台的俯仰角为所述俯仰角度对目标对象进行拍摄；

当所述目标对象相对于所述无人机发生移动时，通过所述无人机及目标对象所搭载的传感器返回的监测数据，获取所述无人机和目标对象的运动差值，并根据所述运动差值控制云台调整镜头的俯仰角度，使所述目标对象位于拍摄画面的中心。

姿态控制模块200，用于根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态；

获取目标对象的运动轨迹，并根据所述运动轨迹控制所述无人机飞行姿态，使无人机跟踪目标对象进行拍摄，其中，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

在本实施例中，通过获取所述目标对象与无人机之间的运动差值，计算并获得云台需要调整的俯仰角，并控制调整云台的俯仰角度，同时根据目标对象的运动轨迹调整无人机姿态，对目标对象进行跟踪拍摄，使得目标对象相对于无人机发生移动时，无人机能够通过调整云台的俯仰角度和无人机姿态及时跟踪目标对象进行拍摄，使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，参照图5，为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第二实施例，基于上述图4所示的实施例，所述俯仰角调整模块100包括：

平面构建单元101，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

根据前一时刻目标对象与无人机的位置，采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机位置点a12，并根据所述位置点a11和位置点a12在空间坐标系中构建竖直平面A1，其中所述位置点a11和位置点a12在所述构建的竖直平面A1中。

运动差值获取单元102，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

将所述目标对象及无人机的运动投影到空间直角坐标系中，将所述目标对象及无人机的运动分解为竖直方向上的运动和垂直于竖直方向上的运动，采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，及在所述构建的竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，并通过所述在竖直方向上的运动量和在竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值。

俯仰角计算单元103，用于根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，通过预设算法计算获得所述云台需要调整的俯仰角θ，一种可能的实现方式为根据所述两个运动差值通过反正切函数计算获得俯仰角θ。

俯仰角控制单元104，用于控制所述云台运动一俯仰角θ；

飞控系统根据所述俯仰角θ，控制所搭载的云台调整俯仰角，可以预见的，当飞控系统控制云台调整俯仰角后，还将根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态，对所述目标对象进行跟踪拍摄，其中，控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

具体实施时，本实施例的具体实施步骤包括：

1、根据前一时刻目标对象位置点a11及无人机的位置点a12构建竖直平面A1；

2、根据采集到的当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值ΔH，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值ΔL；

3、根据运动差值ΔH和运动差值ΔL，以及前一时刻目标对象与无人机的高度差H和水平距离L，其中，高度差H通过无人机和目标对象所搭载的高度传感器返回的高度信息进行差值计算获得，水平距离L根据无人机和目标对象所搭载的位置信息传感器返回的位置信息中的经纬度信息计算获得，如公式1所示，ΔJ为目标对象与无人机经度之差，ΔW为目标对象与无人机纬度之差；

俯仰角θ通过公式2，由上述高度差H、水平距离L、运动差值ΔH和运动差值ΔL计算获得；

4、飞控系统根据俯仰角θ控制云台调整俯仰角度，使目标对象位于拍摄画面中心。

在本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过获取所述目标对象与无人机之间在竖直方向及垂直于竖直方向上的运动差值，计算无人机所搭载的云台需要调整的俯仰角，使得目标对象相对于无人机在目标对象与无人机所在的竖直平面上发生位移时，无人机能够通过调整所述无人机搭载的云台的俯仰角度及时跟踪目标对象，使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，参照图6，为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第三实施例，基于上述图4所示的实施例，所述无人机跟踪拍摄的装置还包括：

偏航角调整模块110，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角；

通过所述无人机及目标对象所搭载的传感器返回的监测数据，获取所述无人机和目标对象的运动差值，并根据所述运动差值控制云台调整镜头的偏航角度，使所述目标对象位于拍摄画面的中心。本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过所述无人机及目标对象的运动差值，控制所述云台调整偏航角度，使目标对象相对于无人机在垂直于竖直方向上的平面中运动时，飞控系统可以通过控制云台调整偏航角度使目标对象保持在拍摄画面中心。

进一步的，参照图7，为本发明无人机跟踪拍摄的装置的第四实施例，基于上述图6所示的实施例，所述偏航角调整模块110包括：

第一平面构建单元111，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

根据前一时刻目标对象与无人机的位置，采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机位置点a12，并根据所述位置点a11和位置点a12在空间坐标系中构建竖直平面A1，其中所述位置点a11和位置点a12在所述构建的竖直平面A1中。

运动量采集单元112，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

将所述目标对象及无人机的运动投影到空间直角坐标系中，采集当前时刻相对前一时刻目标对象向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1，和无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L2。

第二平面构建单元113，用于根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

针对本单元，具体实现时，一种可能的情况为无人机未移动，仅目标对象相对于无人机移动，具体实施步骤包括：

根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对于无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，并根据所述运动差值S计算获得虚拟位置点a21，即运动后目标对象的位置，构建竖直平面A2，所述虚拟位置点a21和无人机位置点a12均在所述构建的竖直平面A2中。

另一种可能的情况为无人机与目标对象均移动，具体实施步骤包括：

根据所述运动量L1获取目标对象的虚拟位置点a21，根据所述运动量L2获取无人机的虚拟位置点a22，构建竖直平面A2，所述虚拟位置点a21和虚拟位置点a22均在所述构建的竖直平面A2中。

偏航角获取单元114，用于根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

根据所述构建的竖直平面A1和竖直平面A2，通过计算两个竖直平面之间的夹角，获取所述云台需要调整的偏航角ψ。

偏航角控制单元115，用于控制所述云台运动一偏航角ψ；

飞控系统根据所述偏航角ψ，控制所搭载的云台调整偏航角，可以预见的，当飞控系统控制云台调整偏航角后，还将根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态，对所述目标对象进行跟踪拍摄，其中，控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

具体实施时，本实施例的具体实施步骤包括：

1、根据前一时刻目标对象位置点a11及无人机的位置点a12构建竖直平面A1；

2、根据当前时刻所述无人机搭载的GPS模块返回的监测信息，获得所述无人机的位置信息，同时根据当前时刻所述目标对象搭载的GPS模块返回的监测信息，获得所述目标对象的位置信息；

3、根据当前时刻无人机的位置信息和目标对象的位置信息构建竖直平面A2；

4、计算竖直平面A1和竖直平面A2的夹角，获得云台需要调整的偏航角ψ；

5、飞控系统根据偏航角ψ控制云台调整偏航角度，使目标对象位于拍摄画面中心。

在本实施例中，基于上一实施例所述的优点，通过获取所述目标对象在无人机偏航方向上的角度，控制云台调整偏航角度，使得无人机能够通过控制云台调整偏航角度及时跟踪拍摄目标对象，保持目标对象在拍摄画面中心。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人机跟踪拍摄的方法，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，其特征在于，所述无人机跟踪拍摄的方法包括以下步骤：

根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角的具体步骤包括：

采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

控制所述云台运动一俯仰角θ。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动及做旋转运动中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态步骤前还包括：根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角的具体步骤包括：

采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

控制所述云台运动一偏航角ψ。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述无人机的姿态包括控制所述无人机向上运动、向下运动、向前运动、向后运动、向左运动及向右运动中的至少一种。

7.一种无人机跟踪拍摄的装置，挂载有镜头的云台搭载在该无人机上，其特征在于，所述无人机跟踪拍摄的装置包括：

俯仰角调整模块，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整俯仰角；

姿态控制模块，用于根据目标对象的运动轨迹，控制所述无人机调整姿态。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述俯仰角调整模块包括：

平面构建单元，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11、无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

运动差值获取单元，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机在竖直方向上的运动量，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动量，获取目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值；

俯仰角计算单元，用于根据目标对象相对无人机在所述竖直方向的运动差值，以及在所述竖直平面A1内垂直于竖直方向的运动差值，获取所述云台需要调整的俯仰角θ；

俯仰角控制单元，用于控制所述云台运动一俯仰角θ。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述无人机跟踪拍摄的装置还包括：

偏航角调整模块，用于根据目标对象与所述无人机的运动差值，控制所述云台调整偏航角。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述偏航角调整模块包括：

第一平面构建单元，用于采集前一时刻目标对象的位置点a11及无人机的位置点a12，根据位置点a11、位置点a12构建一竖直平面A1；

运动量采集单元，用于采集当前时刻相对前一时刻目标对象及无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动量L1和L2；

第二平面构建单元，用于根据所述运动量L1和L2获取目标对象相对无人机向垂直于所述竖直平面A1的方向的运动差值S，根据所述运动差值S，获取目标对象的虚拟位置点a21,并根据虚拟位置点a21、无人机的位置点a12构建一竖直平面A2，

或者，用于根据所述运动量L1和L2获取目标对象的虚拟位置点a21、无人机的虚拟位置点a22，并根据虚拟位置点a21、虚拟位置点a22构建一竖直平面A2；

偏航角获取单元，用于根据所构建的竖直平面A1和竖直平面A2，获取所述云台需要调整的偏航角ψ；

偏航角控制单元，用于控制所述云台运动一偏航角ψ。