CN108139486A - 用于uav定位的系统和方法 - Google Patents

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CN108139486A CN201580082966.7A CN201580082966A CN108139486A CN 108139486 A CN108139486 A CN 108139486A CN 201580082966 A CN201580082966 A CN 201580082966A CN 108139486 A CN108139486 A CN 108139486A
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Abstract

本文提供了用于确定可移动物体之间的相对位置并且提高它们的定位准确度的系统、方法、和装置。可以提供一种用于将至少一个移动跟踪装置(102)相对于至少一个目标物体(104)进行定位的方法。所述方法可以包括获得所述目标物体(104)的估计位置以及基于以下各项来确定所述目标物体(104)与所述移动跟踪装置(102)之间的相对位置:所述目标物体(104)的估计位置、所述移动跟踪装置(102)的估计位置、以及校正测量值。

Description

用于UAV定位的系统和方法
背景
飞行器,例如无人飞行器(UAV),可以用于执行军用和民用应用中的监视、侦察和勘探任务。这样的飞行器可以携带被配置成用于执行特定功能的有效载荷。
可以用飞行器来跟踪目标。常规的跟踪方法可以是基于全球定位系统(GPS)数据或相机视觉。然而,常规的基于GPS或基于视觉的跟踪方法的准确度可能是有限的。例如,典型的GPS接收器的位置准确度/精度可以在约2米至4米的范围内,这对于以较高的精度进行跟踪而言并不够。基于视觉进行跟踪的准确度可能会受多种光学因素(例如发光强度)所影响。这种有限的跟踪准确度可能降低飞行器在特定应用中的用处。
发明内容
需要改善飞行器,例如无人飞行器(UAV),的跟踪准确度和/或精确定位。改善的跟踪准确度可以允许飞行器以厘米或亚厘米等级来跟踪目标。改善的跟踪准确度可能在使用飞行器来精确地跟踪小且快速移动的目标、递送物品、或巡逻或扫描限定区域时是特别有用的。
在常规的基于全球定位系统(GPS)的跟踪方法中,UAV和所述目标物体的实时位置和速度的估计值可以是从分别位于所述UAV和所述目标物体上的GPS接收器获得。UAV可以基于从GPS信号获得的估计的位置和速度来跟踪所述目标物体。然而,如果典型的GPS接收器的位置准确度是在从约2米至约4米的范围内,则常规的基于GPS的跟踪方法中的跟踪准确度可能是有限的。
在一些情形下,飞行器和目标物体可能同时移动。然而,来自GPS信号的它们的估计位置和速度可能并不是以允许进行高精度跟踪(例如,以厘米级)的足够频率来实时更新。例如,在UAV与所述目标物体的估计位置和速度之间可能存在时间延迟或缺乏相关性。这可能会与UAV和目标物体的固有的GPS定位误差(2~4m)相复合并且致使跟踪准确度进一步降低。
在基于视觉的跟踪方法中,可以使用位于UAV上的相机来跟踪目标物体,这通常需要所述相机与目标物体之间的视线清晰。这样,基于视觉跟踪的可行性可能会受物体遮挡相机与目标物体之间的视线所影响。此类物体可以包括其他飞行器、建筑物、自然的地形特征(例如,树叶、山等)。
相应地,需要为要求高准确度/精度的各种应用改进飞行器在不同条件下的跟踪准确度和跟踪稳健性。所述条件可以包括不同的移动特征(例如,所述飞行器或目标物体的速度和加速度、方向、海拔、姿态、上升/下降、俯仰/偏航/横滚)、不同的天气条件(例如,云、雨、雪等)、和/或不同类型的地形特征(例如,建筑物、树叶、山丘、山谷、水体等)。所述应用可以包括目标物体的精确跟踪、空中机动、物品递送、和/或对限定区域的巡逻或搜索。本文中提供了用于解决至少上述需求的系统、方法、和装置。
例如,在本发明的一些方面,提供一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:获得所述目标物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:(1)所述目标物体的估计位置,(2)所述移动跟踪装置的估计位置,以及(3)校正测量值。
根据本发明的一个方面,提供一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备。所述设备可以包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:获得所述目标物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:(1)所述目标物体的估计位置,(2)所述移动跟踪装置的估计位置,以及(3)校正测量值。
根据本发明的另一个方面,提供一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:获得所述目标物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:(1)所述目标物体的估计位置,(2)所述移动跟踪装置的估计位置,以及(3)校正测量值。
根据本发明的另外一个方面,可以提供一种移动跟踪系统。所述系统可以包括:移动跟踪装置;以及一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于基于以下各项来确定目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:(1)所述目标物体的估计位置,(2)所述移动跟踪装置的估计位置,以及(3)校正测量值。
本发明的另外的方面可以针对一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备。所述设备可以包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:基于(1)在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于(2)校正测量值来获得所述目标物体的经校正的位置;基于(1)在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置和(2)所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
根据本发明的一个方面,提供一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:基于(1)在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于(2)校正测量值来获得所述目标物体的经校正的位置;基于(1)在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置和(2)所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
根据本发明的另一个方面,提供一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:基于(1)在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于(2)校正测量值来确定所述目标物体的经校正的位置;
基于(1)在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置和(2)所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
根据本发明的另外一个方面,可以提供一种跟踪系统。所述系统可以包括:跟踪装置;以及一个或多个致动器,所述一个或多个致动器被配置成实现移动来基于所述跟踪装置的经校正的位置和目标物体的经校正的位置确定所述跟踪装置的位置,以便将所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标,其中,所述目标物体的经校正的位置是基于(1)在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于(2)校正测量值的,并且其中,所述跟踪装置的经校正的位置是基于(1)在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置和(2)所述校正测量值。
本发明的另外的方面可以针对一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:以5厘米以内等级的准确度获得所述目标物体的实时位置;以5厘米以内等级的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以10cm以内的容差等级实现位置目标。
根据本发明的一个方面,提供一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备。所述设备可以包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:以5厘米以内的准确度获得所述目标物体的实时位置;以5厘米以内的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以10厘米以内的容差等级实现位置目标。
根据本发明的另一个方面,提供一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法。所述方法可以包括:以5厘米以内的准确度获得所述目标物体的实时位置;以5厘米以内的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以10厘米以内的容差等级实现位置目标。
根据本发明的另外一个方面,可以提供一种载运工具。所述载运工具可以包括:跟踪装置;以及一个或多个致动器,所述一个或多个致动器被配置成实现移动来基于所述跟踪装置的实时位置和目标物体的实时位置确定所述跟踪装置的位置,以便将所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来以10厘米以内的等级实现位置目标,其中,所述目标物体的实时位置是以5厘米以内的准确度获得,并且其中,所述跟踪装置的实时位置是以5厘米以内的准确度获得。
本发明的另外的方面可以针对一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的方法。所述方法可以包括:获得各个可移动物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:(1)每个可移动物体的估计位置、以及(2)校正测量值。
根据本发明的一个方面,提供一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的设备。所述设备可以包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:获得各个可移动物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:(1)每个可移动物体的估计位置、以及(2)校正测量值。
根据本发明的另一个方面,提供一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的方法。所述方法可以包括:获得各个可移动物体的估计位置;以及基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:(1)每个可移动物体的估计位置、以及(2)校正测量值。
根据本发明的另外一个方面,可以提供一种移动系统。所述系统可以包括:多个可移动物体;以及一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:(1)每个可移动物体的估计位置、以及(2)校正测量值。
应当理解的是,本发明的不同方面可以单独地、共同地或者相互结合地来进行了解。本文所描述的本发明的各个方面可以应用于以下阐述的任何特定应用或用于任何其他类型的可移动物体。本文对飞行器的任何描述都可以应用于并且使用于任何可移动物体,例如任何载运工具。此外,本文中在空中运动(例如,飞行)的背景下披露的系统、装置、和方法也可以应用于其他类型的运动的背景中,例如,地面上或水上的移动、水下的运动或在太空中的运动。
通过浏览说明书、权利要求书和附图,将清楚本发明的其他目的和特征。
援引加入
本说明书所提到的所有出版物、专利和专利申请都是通过援引并入本文,就如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地或单独地指明为是通过援引来并入。
附图简要说明
在所附权利要求书中具体列出了本发明的新颖特征。通过参考以下对其中利用了本发明原理的说明性实施方式进行阐释的详细说明以及附图将获得对本发明的特征和优点的更好理解,在附图中:
图1展示了根据一些实施方式的、用于确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置的定位系统;
图2展示了根据一些实施方式的、可以获得跟踪装置和目标物体的估计位置的定位系统;
图3展示了根据一些实施方式的、可以获得校正测量值的定位系统;
图4展示了根据一些实施方式的、包括跟踪装置、目标物体、和基站的定位系统;
图5展示了根据一些实施方式的,跟踪装置、目标物体、和基站的估计位置的位置误差;
图6展示了根据一些实施方式的、示例性相对定位确定(RPD)模块的框图;
图7展示了根据一些实施方式的、示例性RPD模块位于远处的定位系统;
图8展示了根据一些实施方式的、示例性RPD模块位于跟踪装置上的定位系统;
图9展示了根据一些实施方式的、示例性RPD模块位于基站处的定位系统;
图10展示了根据一些实施方式的、示例性RPD模块位于目标物体上的定位系统;
图11展示了根据一些实施方式使用移动跟踪装置来跟踪目标物体;
图12展示了根据一些实施方式使用附接至静止结构上的跟踪装置来跟踪目标物体;
图13展示了根据一些实施方式的、用于确定多个跟踪装置与一个目标物体之间的经校正的相对位置的定位系统;
图14展示了根据一些实施方式使用多个跟踪装置来跟踪目标物体;
图15展示了根据一些其他实施方式使用多个跟踪装置来跟踪目标物体;
图16展示了根据一些实施方式使用多个移动跟踪装置在所述装置和可移动目标物体从第一位置移动至第二位置时跟踪所述物体;
图17展示了根据一些实施方式的、用于确定跟踪装置与多个目标物体之间的经校正的相对位置的定位系统;
图18展示了根据一些实施方式使用跟踪装置来跟踪多个目标物体;
图19展示了根据一些其他实施方式使用跟踪装置来跟踪多个目标物体;
图20展示了根据一些实施方式使用移动跟踪装置在所述装置和多个可移动目标物体从第一位置移动至第二位置时跟踪所述物体;
图21展示了根据一些实施方式的网络定位系统,所述网络定位系统包括多个跟踪装置、多个目标物体、和多个基站;
图22展示了根据一些实施方式的、基于多个移动跟踪装置的经校正的相对位置来跟踪或对齐所述装置;
图23展示了根据一些实施方式的、基于多个移动跟踪装置的经校正的相对位置来跟踪或对齐所述装置;
图24展示了根据一些实施方式的、多个移动跟踪装置基于其经校正的相对位置的受控移动;
图25展示了根据一些实施方式的、多个移动跟踪装置基于其经校正的相对位置的受控移动;
图26展示了根据一些实施方式的、使用移动载体装置来基于有效载荷和所述移动载体装置的经校正的相对位置受控地递送所述有效载荷;
图27展示了根据一些实施方式的、使用多个移动载体装置来基于有效载荷和所述多个移动载体装置的经校正的相对位置受控地递送所述有效载荷;
图28展示了根据一些实施方式的、使用多个载体装置来在规则形状的受限空间中受控地移动有效载荷;
图29展示了根据一些实施方式的、使用多个移动载体装置来在不规则形状的受限空间中受控地移动有效载荷;
图30展示了根据一些实施方式的示例性UAV;以及
图31是根据一些实施方式的、用于控制可移动物体的系统的示意性框图。
详细说明
本文提供的系统、方法、和装置准许以高准确度和/或精度确定跟踪装置与目标物体之间的相对位置,由此改善所述装置的跟踪准确度。所述相对位置可以是基于所述跟踪装置的估计位置、所述物体的估计位置、和校正测量值来确定的。可以通过使用所述校正测量值来改善所述装置的跟踪准确度。校正测量值可以是基于参考位置(例如基站)的估计位置、和所述参考位置的已知位置来产生的。例如,基站的已知位置可以作为参考点来用于确定所述跟踪装置与所述物体之间的相对位置。
在一些实施方式中,可以确定跟踪装置和目标物体的位置,使得跟踪装置和所述物体相对于彼此定位来实现定位目标。所述定位目标可以包括所述装置与所述物体之间的预定空间配置。在一些实施方式中,跟踪装置和所述物体的位置可以是实时确定的,以达到一种定位容差等级。所述定位容差等级可以是例如厘米级的。在一些实施方式中,可以使用本文提供的系统、方法、和装置以高的准确度来确定至少一个跟踪装置与至少一个物体的动态形式、对齐、或协作。
应当理解的是,本发明的不同方面可以单独地、整体地或者相互结合地来进行了解。本文所描述的本发明的各个方面可以应用于以下阐述的任一特定应用或用于任何其他类型的遥控载运工具或可移动物体。
本发明提供了用于改善无人飞行器(UAV)的定位准确度、并且用于改善所述无人飞行器的跟踪准确度的系统、装置、和/或方法的实施方式。对UAV的描述可以应用于任何类型的载运工具,例如,陆地载运工具、地下载运工具、水下载运工具、水面载运工具、航空载运工具、或基于太空的载运工具。
图1展示了根据一些实施方式的、用于确定跟踪装置102与目标物体104之间的、经校正的相对位置的定位系统100。根据本发明的实施方式可以提供相对位置确定(RPD)模块106。RPD模块可以被配置成用于确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。所述跟踪装置可以是静止的或移动的。所述目标物体可以是静止的或移动的。在一些实施方式中,跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置可以是在跟踪装置或目标物体中的至少一者处于运动中或能够运动时进行确定的。在任何给定时刻,跟踪装置或目标物体都可以能够移动和/或停止。例如,UAV可以在移动至另一个位置之前悬停一段时间。与跟踪装置和目标物体的估计位置相比,经校正的相对位置可能接近地对应于它们实际位置间的相对位置,如随后在本说明书中所描述的。
在一些实施方式中,RPD模块可以被定位成远离跟踪装置和目标物体。例如,RPD模块可以布置在与跟踪装置和/或目标物体进行通信的远程服务器中。可以将RPD模块提供在任何其他类型的外部装置(例如,跟踪装置的遥控器、目标物体所携带的物体、诸如基站的参考位置、另一个跟踪装置)处、或可以使其分布在云计算构架上。在一些其他实施方式中,RPD模块可以位于跟踪装置上。例如,可以将RPD模块布置在跟踪装置的壳体中。在一些其他实施方式中,RPD模块可以位于目标物体上。例如,可以将RPD模块布置在目标物体上。在一些其他实施方式中,可以将RPD模块布置在与跟踪装置和/或目标物体进行通信的基站处。RPD模块位于任何地方,只要RPD模块能够确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置即可。RPD模块可以与跟踪装置、目标装置、基站、或任何其他装置通信,以接收指示跟踪装置和目标物体的位置的数据。
在一些实施方式中,所述跟踪装置可以是UAV。在一些情形下,所述跟踪装置可以实施在或被提供在UAV中。本文中关于UAV的任何描述都可以适用于任何其他类型的飞行器、或任何其他类型的可移动物体,并且反之亦然。所述跟踪装置可以能够实现自推进运动。关于UAV的描述可以适用于任何类型的无人可移动物体(例如,可以在空气、陆地、水、或太空中穿行的物体)。UAV可以能够对遥控器的命令作出响应。所述遥控器无需实体连接至UAV、并且可以与UAV远距离地无线通信。在一些情形下,UAV可以能够自主或半自主地运行。UAV可以能够遵循一组预编程的指令。在一些情形下,UAV可以通过对来自遥控器的一个或多个命令作出响应来半自主运行、而在其他情况下是自主运行的。例如,来自遥控器的一个或多个命令可以使UAV根据一个或多个参数开始一系列自主或半自主动作。
UAV可以具有可以允许UAV在空中四处移动的一个或多个推进单元。所述一个或多个推进单元可以使得UAV能够绕一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个自由度来进行移动。在一些情形下,UAV可以能够绕一条、两条、三条、或更多条旋转轴线进行旋转。所述旋转轴线可以是相互正交的。所述旋转轴线可以在UAV的整个飞行过程中保持相互正交。所述旋转轴线可以包括俯仰轴线、横滚轴线、和/或偏航轴线。UAV可以能够沿着一个或多个维度移动。例如,UAV可能由于一个或多个旋翼所产生的升力而能够向上移动。在一些情形下,UAV可以能够沿着Z轴线(可以是相对于UAV朝向朝上的)、X轴线、和/或Y轴线(可以是横向的)移动。UAV可以能够沿着一条、可能彼此正交的两条、或三条轴线而移动。
UAV可以是旋翼机。在一些情形下,UAV可以是可以包括多个旋翼的多旋翼飞行器。所述多个旋翼可以能够旋转来对UAV产生升力。所述旋翼可以是可以使UAV能够在空中自由穿行的推进单元。所述旋翼可以按相同的速度旋转和/或可以产生相同量的升力或推力。所述旋翼可以任选地以变化的速率旋转,这可以产生不同量的升力或推力和/或准许UAV旋转。在一些情形下,可以在UAV上提供一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、或更多个旋翼。所述旋翼可以被安排成使得它们的旋转轴线相互平行。在一些情形下,所述旋翼可以具有相对于彼此成任何角度的多条旋转轴线,这可以影响UAV的运动。
所述UAV可以具有壳体。所述壳体可以包括一个或多个内部空腔。所述UAV可以包括中央主体。所述UAV可以任选地具有从所述中央主体分支出来的一个或多个臂。所述臂可以支撑推进单元。一个或多个分支空腔可以位于UAV的臂内。所述壳体可以包括或可以不包括从所述中央主体分支出来的臂。在一些情形下,所述壳体可以是由涵盖了所述中央主体和所述臂的一体件形成。备选地,使用多个分开的壳体或零件来形成所述中央主体和臂。
任选地,所述跟踪装置可以是可通过改变空间位置来移动的(例如,在X方向、Y方向、和/或Z方向上平移)。备选地或组合地,所述跟踪装置可以被配置成用于改变在空间内的朝向。例如,所述跟踪装置可以能够围绕偏航轴线、俯仰轴线、和/或横滚轴线进行旋转。在一个示例中,所述跟踪装置可以基本上不改变空间位置,但是可以改变角朝向(例如,安装在诸如建筑物等静止支撑件上的安保相机)。在另一个示例中,所述跟踪装置可以基本上不改变朝向,但是可以改变空间位置。在一些情形下,所述跟踪装置可以能够改变空间位置和角朝向两者。
目标物体可以是被配置成在任何合适的环境内移动的任何物体,所述环境例如是空中(例如,固定翼飞行器、旋转翼飞行器、或者既无固定翼也无旋翼的飞行器)、水中(例如,船或者潜艇)、陆地上(例如,机动车辆,如小汽车、卡车、客车、面包车、摩托车;可移动的结构或者框架,如拐杖、钓竿;或者火车)、地下(例如,地铁)、太空中(如航天飞机、卫星、或者探测器)、或者这些环境的任何组合。目标物体可以是载运工具,例如遥控的载运工具。在一些实施方式中,目标物体可以是生命体,例如人或动物、或人群或动物群。备选地,目标物体可以由生命体(例如人或动物)、或可移动物体(例如,载运工具)携带。所述目标可以任选地是基本上静止的物体,例如地理特征、工厂、标志性建筑、或结构。
目标物体可以能够在环境中相对于六个自由度(例如,三个平移自由度和三个旋转自由度)来自由移动。备选地,所述目标物体的移动可以是相对于一个或多个自由度受约束的,例如受到预设的路径、轨道、或朝向的约束。所述移动可以是由诸如发动机或电机等任何合适的致动机构来致动。目标物体的致动机构可以是由任何合适的能源来提供动力,例如,电能、磁能、太阳能、风能、重力能、化学能、核能、或它们的任何合适组合。目标物体可以是经由推进系统来自推进的,如下文中进一步描述。所述推进系统可以任选地以一种能源来运行,诸如电能、磁能、太阳能、风能、重力能、化学能、核能、或它们的任何合适组合。
在一些情形下,所述目标物体可以是载运工具。适合的载运工具可以包括水上载运工具、空中载运工具、太空载运工具、或地面载运工具。例如,空中载运工具可以是固定翼飞行器(例如,飞机、滑翔机)、旋转翼飞行器(例如,直升飞机、旋翼飞行器)、具有固定翼和旋转翼二者的飞行器、或不具有二者的飞行器(例如,飞艇、热气球)。载运工具可以是自推进的,例如在空中、在水上或水中、太空中、或在地上或地下的自推进。自推进式载运工具可以利用推进系统,例如,包括一个或多个发动机、电机、轮子、轮轴、磁体、转子、螺旋桨、叶片、喷嘴、或其任何合适的组合的推进系统。在一些情形下,可以用所述推进系统来使得可移动物体能够从表面起飞、降落在表面上、维持其当前位置和/或朝向(例如,悬停)、改变朝向、和/或改变位置。
目标物体可以是与跟踪装置类型相同的可移动物体、或者可以是与跟踪装置类型不同的可移动物体。例如,跟踪装置和目标物体都可以是UAV。跟踪装置和目标物体可以是相同类型的UAV或不同类型的UAV。不同类型的UAV可以具有不同的形状、形状参数、功能性、或其他特征。
如先前所描述的,RPD模块可以被配置成用于确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。所述经校正的相对位置可以是通过跟踪装置与目标物体之间的距离108来界定。所述距离可以是在跟踪装置上的预定点与目标物体上的预定点之间测量出的。所述距离可以包括水平距离分量108h和垂直距离分量108v。所述水平距离分量可以是由从跟踪装置延伸并且与目标物体的水平平面相交的垂直线的长度给出。所述水平平面可以沿X-Y轴线延伸。所述垂直距离分量可以是由从目标物体延伸并且与跟踪装置的垂直直平面相交的水平线的长度给出。所述垂直平面可以沿Z-X轴线和/或Z-Y轴线延伸。所述跟踪装置可以是通过距离108与其水平分量108h之间的角度来相对于目标物体定位。所述水平距离分量可以任选地是跟踪装置与目标物体之间的距离的水平分量的量值。备选地,所述水平分量可以作为基础而呈现多个分量,例如经度和纬度分量。在一些情形下,距离108可以代表跟踪装置与目标物体之间的距离的量值、而并不分解成多个不同的分量。角度数据,诸如角度或水平角度,可以提供方向性。
RPD模块可以被配置成基于目标物体的估计位置和跟踪装置的估计位置来确定跟踪装置与目标物体之间的实际相对位置。使用图2中所展示的定位系统200可以获得目标物体和跟踪装置的估计位置。具体而言,图2展示了可以用来获得目标物体和跟踪装置的估计位置的全球导航卫星系统(GNSS)。GNSS是用来描述卫星系统的术语,所述卫星系统可以用于在全球任何地方精确地找到用户的GNSS接收器的地理位置。GNSS系统一般包括全球定位系统(GPS)、全球轨道导航卫星系统(GLONASS)、伽利略系统、和北斗系统。所述GNSS系统中的每一者可以采用与地面站网络联合工作的轨道卫星群。目标物体和跟踪装置的估计位置可以是处于原点被定义为地球中心的三维笛卡尔坐标系中。
参见图2,跟踪装置202和目标物体204各自可以包括布置于其中的接收器210。例如,可以将所述接收器布置在跟踪装置或目标物体的壳体中。在一些情形下,可以将所述接收器布置在跟踪装置或目标物体的壳体外部。在一些实施方式中,当目标物体是人时,可以将所述接收器布置在此人身上,例如,像嵌入用户装置内的接收器。所述用户装置可以是计算装置。例如,所述用户装置可以除其他事项外还包括台式计算机、膝上计算机或笔记本计算机、移动装置(例如,智能电话、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、和平板计算机)、以及可穿戴式装置(例如,智能手表)。所述用户装置还可以包括任何其他媒体内容播放器,例如,机顶盒、电视机、视频游戏系统、或能够提供或呈现数据的任何电子装置。所述用户装置可以包括已知的计算部件(例如一个或多个处理器)、以及存储由所述一个或多个处理器执行的软件指令并且存储数据的一个或多个存储器装置。
所述接收器可以是被配置成用于接收从一个或多个卫星212发射的GNSS信号214的GNSS接收器。每个接收器可以被配置成用于接收来自最靠近所述接收器定位的并且在所述接收器的视线内的多个卫星(例如,3个或更多个)的GNSS信号。可以基于在目标物体处接收到的第一组GNSS信号来获得目标物体的估计位置。跟踪装置的估计位置可以是基于在跟踪装置处接收到的第二组GNSS信号来确定。在图2的示例中,跟踪装置和目标物体各自上的接收器可以与三个卫星通信。然而,所述接收器可以与任何数目的卫星通信。例如,跟踪装置上的接收器可以接收来自卫星212a、212b、和212c的GNSS信号,而目标物体上的接收器可以接收来自卫星212b、212c、和212d的GNSS信号。跟踪装置和目标物体上的接收器可以在不同时刻接收第一组和第二组GNSS信号,因为目标物体和跟踪装置通常被定位在离不同卫星不同距离处。
每个GNSS接收器可以包括天线、前端模块、基带信号处理模块、和/或应用程序处理模块。所述天线可以是例如被配置成用于接收GNSS信号的L波段天线。所接收的GNSS信号通常可能会包括由于大气影响所导致的噪音和干扰。这样,所述前端模块可以被配置成用于对到来的GNSS信号进行降频转换、滤波、放大和数字化。所述基带信号处理模块可以包括可以用于获取并跟踪所述不同信号的信号处理例程。所述应用程序处理模块可以被配置成用于处理所得的GNSS信息,以便将有意义的结果(例如,跟踪装置和目标物体的估计位置)提供给用户。
GNSS接收器可以通过处理卫星所广播的信号来确定估计位置、速度、和精确时间(PVT)。由于卫星可能是始终处于运动中(绕轨道运行)的,所以GNSS接收器可能必须连续地获取并跟踪来自处于视野中的卫星的信号,以便计算出不间断的解决方案。每个GNSS接收器都可以包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被配置成用于通过计算所述接收器到一组卫星的距离来计算出导航解决方案。接收器的距离可以是通过提取以光速在太空中穿行的、到来的信号的传播时间,根据布置在每个卫星和每个接收器处的本地时钟来计算出。通过将时间差乘以真空中的光速来将所述时间差转换为伪距。所述伪距可以是卫星与用户之间真实距离的粗略估计。
可以使用对GNSS信号的三角测量、通过涉及到来自多个卫星的信息的计算来获得所述目标物体和跟踪装置的估计位置。每个卫星可以是以精确的间隔来发射编码信号。GNSS信号可以包括所述接收器已知的伪随机码(多个一和多个零的序列)。通过将所述码的由接收器产生的版本与接收器测量到的版本进行时间对齐,可以在接收器时钟的时间标度中找到所述编序列中的经界定点的到达时间(TOA)(也称为历元)。GNSS信号还可以包括消息,所述消息包括所述码历元的发送时间(TOT)(以GPS系统的时间标度)和当时的卫星位置。接收器可以将上述信号信息转换为位置、速度、和时间的估计值。使用此信息,接收器可以计算发射卫星的确切位置以及所述卫星与所述接收器之间的距离(基于发射时间延迟)。随后,可以通过对来自多个卫星的信号数据进行三角测量来获得跟踪装置和目标物体的估计位置。
然而,在大多数情形下,目标物体和跟踪装置的估计位置可能与它们对应的实际位置偏离一个位置误差。所述位置误差可能是来自由于GNSS信号穿过大气层传播以及由于噪音测量所引起的误差。所述误差可以包括卫星时钟误差、轨道误差、电离层误差、对流层误差、接收器时钟误差、和/或多路径误差。
在一些情形下,所述位置误差可以在约1m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、或多于10m的范围内。所述位置误差可以具有水平准确度分量和/或垂直准确度分量。所述水平准确度分量可以是提供成CEP(圆概率误差)。水平准确度分量和垂直准确度分量可以共同提供为球概率误差(SEP)。CEP和SEP可以用作对于GNSS实时测量值的GPS准确度的量度。CEP准确度是与水平准确度相关联,并且仅适用于水平平面(即地图上的位置)。CEP被定义为以真实值为中心的、含有50%的实际GPS测量值的圆的半径。与CEP不同,SEP适用于水平平面和垂直平面两者。对于第50百分位点而言,所述数据点或位置的一半将落入具有此半径的球体内。
例如,具有1米的GEP准确度的接收器在50%的时间里与真实测量值的误差在一米以内。对另外50%的时间而言,所述测量值将具有多于1米的误差。在一些情形下,地面上同一点的GEP测量值可以相差所述概率的两倍。例如,如果接收器具有1米的CEP,则同一点的不同测量值可能相差2米。
估计位置的垂直准确度分量与水平准确度分量相比可能要差2至5倍。这是由于卫星的位置相对于接收器位置造成的。所述垂直准确度分量是难以计算的,因为卫星具有用来测量高度的有限视角。如果接收器可以接收来自所述接收器下方(即,来自地球的相对侧)的GNSS信号,则可以精确地测量垂直准确度分量。然而,地球阻挡了这些信号。而且,GNSS信号传输的弧度在垂直方向上比水平方向上更大,并且因此,垂直准确度分量存在更大的误差。
在一些情况下,水平准确度分量可以是以距离均方根(DRMS)形式指定。这是水平位置误差的平方的平均数的平方根,其中有65%的概率实际位置会处在概率圆内。在一些情况下,水平准确度分量可以是通过水平位置误差的DRMS的两倍来指定,其中有95%的概率实际位置会落入所限定的概率圆内。2DRMS圆是DRMS圆半径的两倍。类似地,3DRMS圆给出了97.5%的概率并且是DRMS圆半径的三倍。
由于跟踪装置和目标物体的估计位置所含有的位置误差可能是显著的,所以跟踪装置与目标物体之间的相对位置可能不能仅基于其估计位置来准确确定。例如,仅基于跟踪装置与目标物体的估计位置是不能在厘米等级准确度以内确定它们之间的相对位置。为了准确地确定跟踪装置与目标物体之间的相对位置,可以使用校正测量值。可以对跟踪装置和目标物体的估计位置应用校正测量值来补偿位置误差。
可以使用图3中所展示的设置来产生校正测量值。具体而言,图3展示了根据一些实施方式的、可以获得校正测量值的定位系统300。参见图3,可以提供基站316。所述基站可以包括布置在其中的接收器310。所述接收器可以是被配置成用于接收从一个或多个卫星312发射的GNSS信号314的GNSS接收器。所述接收器可以被配置成用于接收来自最靠近所述接收器定位的并且在所述接收器的视线内的多个卫星(例如,3个或更多个)的GNSS信号。例如,在图3的实施方式中,在所述基站处的接收器可以与三个卫星312a、312b、和312c通信。所述基站的估计位置可以是基于所述接收器在所述基站处接收到的一组GNSS信号来获得。
本文关于基站的任何描述都可以适用于任何类型的、具有已知位置的参考位置。所述参考位置可以是静止的。备选地,所述参考位置可以是可移动的、但具有高精度等级的已知位置,例如本文中其他地方更详细描述的精度值。所述参考位置可以是支撑在地面上的、在静止的结构或物体上的、或是在可移动的结构或物体上的。
与跟踪装置和目标物体相似,所述基站的估计位置也可能与其实际位置偏离一个位置误差。所述位置误差可能是来自由于GNSS信号穿过大气层传播以及由于噪音测量所引起的误差。所述误差可以包括卫星时钟误差、轨道误差、电离层误差、对流层误差、接收器时钟误差、和/或多路径误差。
为了校正这些误差,所述校正测量值可以是基于所述基站的估计位置和所述基站的已知位置而产生的。所述基站的已知位置可以是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。所述基站的已知位置可以是使用观测仪器318来获得。所述观测仪器可以包括经纬仪和钢卷尺,全站仪、水准仪和水准尺、观测GPS系统、3D扫描仪、各种形式的航空成像仪、和/或本领域技术人员已知的其他观测工具。可以使用观测仪器来获得所述基站处的多个点的地面位置或三维位置、以及这些点之间的距离和角度。所述基站的实际位置可以是以高度精确已知的,例如在20cm、15cm、12cm、10cm、7cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1.5cm、1cm、0.7cm、0.5cm、0.3cm、0.1cm、0.05cm、或0.01cm以内的精确度。所述基站的已知位置可以准确到在此所描述的任何值以内。
所述校正测量值可以是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。例如,所述校正测量值可以包括所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的空间差异。这种空间差异可以是以三维笛卡尔坐标系提供。
为了使校正测量值有用,跟踪装置和目标物体可能需要被定位在所述基站附近。这是因为所述校正测量值的准确度会由于影响信号传播至布置在所述基站、所述跟踪装置、和所述目标物体处的不同接收器的大气影响而随着距所述基站的距离的增大而减小。图4展示了定位系统400,所述定位系统包括跟踪装置402、目标物体404、以及基站416。用于为跟踪装置和目标物体提供校正测量值的相应基站可以位于跟踪装置和/或目标物体的预定范围内。在一些实施方式中,跟踪装置和目标物体可以位于距所述基站约20km的范围内。在一些实施方式中,跟踪装置和目标物体可以位于距所述基站约20km、25km、30km、35km、40km、45km、50km、或更远的范围内。所述范围可以被限定为以所述基站为中心的圆。在一些情形下,可以选择最靠近跟踪装置和/或目标物体的一个或多个基站。
如图4所示,在基站、跟踪装置、和目标物体处的接收器410可以被配置成用于接收来自多个卫星412的GNSS信号414。所述多个卫星可以被配置成绕地球按轨道运行。在一些替代实施方式中,所述多个卫星可以是静止的并且固定在太空的多个点处。在图4的示例中,在跟踪装置、目标物体、和基站中的每一者上的接收器可以与三个卫星通信。例如,在基站处的接收器可以接收来自卫星412a、412b、和412c的第一组GNSS信号;跟踪装置上的接收器可以接收来自卫星412b、412c、和412d的第二组GNSS信号;并且目标物体上的接收器可以接收来自卫星412c、412d、和412e的第三组信号。由于基站、跟踪装置、和目标物体通常被定位在距所述不同卫星不同距离处,因此相应的接收器可能在不同时刻接收第一组、第二组、和第三组GNSS信号。
可以从所述GNSS信号获得基站、跟踪装置、和目标物体的估计位置。所述估计位置可能具有不同的位置误差。例如,图5展示了基站、跟踪装置、和目标物体的实际位置与估计位置之间的差异。所述实际位置是由实线框描绘,而估计位置是由虚线框描绘。连接所述框的虚线指示了实际位置与估计位置之间的相对位置。例如,跟踪装置的估计位置与目标物体的估计位置之间的相对位置可以由距离508’限定。相比之下,跟踪装置的实际位置与目标物体的实际位置之间的相对位置可以由距离508来限定。如图5所示,由于上述位置误差,实际的相对位置(由距离508限定)和估计的相对位置(由距离508’限定)可能是不同的。因此,跟踪装置仅使用所述估计的相对位置可能不能以厘米准确度等级来准确地跟踪目标物体,其中所述估计的相对位置具有约几米的位置误差。本发明的实施方式能够使用下文描述的RPD模块通过跟踪装置来在厘米级准确度或更小的准确度以内跟踪目标物体。
示例性的RPD模块可以用高的准确度来确定跟踪装置与目标物体的实际位置之间的相对位置。例如,可以在本文其他地方描述的精度等级以内获得跟踪装置和/或目标物体的实际位置。图6展示了根据一些实施方式的RPD模块606的框图。参见图6,所述RPD模块可以被配置成确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。所述跟踪装置和目标物体可以与图1、图2、图4、和图5中展示的跟踪装置和目标物体相对应。可以基于以下各项来确定所述经校正的相对位置:(1)目标物体的估计位置、(2)移动跟踪装置的估计位置、以及(3)校正测量值。所述经校正的相对位置可以对应于目标物体与跟踪装置之间的空间配置。所述空间配置可以例如包括目标物体与跟踪装置之间的距离。所述距离可以包括跟踪装置与目标物体之间的垂直距离分量、和/或跟踪装置与目标物体之间的水平距离分量。在一些实施方式中,所述RPD模块可以不依赖于气压计来确定所述垂直距离分量。所述RPD模块可以确定所述垂直距离而不需要来自任何额外传感器的信息。比如,所述RPD模块可以确定所述垂直距离而不需要来自UAV上的传感器(例如,气压计、超声波传感器、视觉传感器、温度传感器、磁传感器)的信息。所述RPD模块可以确定垂直距离而不需要来自利用反射信号的机载传感器的信息。在一些情形下,所述空间配置可以包括跟踪装置相对于目标物体的姿态或朝向。
校正测量值可以是在具有已知位置的基站处产生。所述基站可以与图3、图4、和图5中所展示的基站相对应。所述基站的已知位置可以是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。所述基站的已知位置可以用作基准参考,可以对照此基准参考确定目标物体与跟踪装置之间的经校正的相对位置。所述已知位置可以是以厘米级以内的精度提供。
所述校正测量值可以是基于基站的估计位置与基站的已知位置产生。所述校正测量值可以是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。
在一些实施方式中,校正测量值可以基于差分GNSS技术。差分GNSS(DGNSS)是基于通过使用一个或多个实现对差分信息的广播的参考站/基站来对主要GNSS群信息进行增强从而提高GNSS估计位置的准确度的一种GNSS增强系统。假定准确地知道基站的位置,使用差分GNSS可以计算出估计位置与实际位置的偏差。所述差分GNSS技术可以包括将所述校正测量值变成所接收的GNSS信号的GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值。在一些情形下,所述校正测量值可以是通过对所述GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值进行实时动态技术(RTK)计算来产生。可以使用所述RTK计算来计算对单独卫星中的每一个卫星的测量伪距的校正。所述RTK计算可以包括固定GNSS载波相位模糊度。
0所述校正测量值可以被包括在RTK校正信号中。所述RTK校正信号可以是基于海事服务无线电技术委员会(RTCM)标准。在一些实施方式中,所述RTK校正信号可以基本上在同一时刻(“同时”)被传输至目标物体和跟踪装置。在一些情形中,所述RTK校正信号可以实时被传输至目标物体和跟踪装置。所述RTK校正信号可以是使用移动数据协议来传输给目标物体和跟踪装置,其中,所述移动数据协议可以包括通用分组无线电服务(GPRS)、GSM、增强的数据GSM环境(EDGE)、3G、4G、或长期演进(LTE)协议。
在一些实施方式中,RPD模块可以被配置成确定目标物体与跟踪装置之间的经校正的相对位置来实现位置目标。所述位置目标可以包括跟踪装置与目标物体之间的预定距离。所述位置目标可以包括跟踪装置相对于目标物体的预定姿态。所述位置目标可以是通过将目标物体基本上定位在使用跟踪装置所捕捉的图像帧的目标区域中来实现。所述图像帧可以是使用跟踪装置上的成像装置来捕捉。所述成像装置可以包括相机。所述目标区域可以是所述图像帧的中央区域。在一些实施方式中,所述目标区域可以是所述图像帧的边缘区域。
在一些实施方式中,RPD模块可以被配置成基于以下各项来获得目标物体的经校正的位置:(1)目标物体的估计位置以及(2)校正测量值。RPD模块也可以被配置成基于以下各项来获得跟踪装置的经校正的位置:(1)跟踪装置的估计位置以及(2)校正测量值。所述目标物体的经校正的位置可以是相对于基站的已知位置而获得。同样,跟踪装置的经校正的位置可以是相对于基站的已知位置而获得。
在一些实施方式中,RPD模块可以被配置成基于目标物体的经校正的位置和跟踪装置的经校正的位置来确定跟踪装置和/或目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。可以使用一个或多个致动器来确定跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置。所述跟踪装置可以位于载运工具上。所述一个或多个致动器可以被配置成引起所述载运工具的、或所述跟踪装置相对于所述载运工具的移动以便确定跟踪装置的位置。在一些实施方式中,所述载运工具可以是UAV。
在一些实施方式中,RPD模块可以在跟踪装置、目标物体、或基站中的至少一者正处于运动中时确定跟踪装置或目标物体的位置和/或经校正的位置。所述目标物体、跟踪装置、和基站可以是静止的或可移动的。在一些实施方式中,所述目标物体可以是可移动的,并且跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置可以是在目标物体正处于运动中时确定。在一些其他实施方式中,跟踪装置可以是可移动的,并且跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置可以是在跟踪装置正处于运动中时确定。在一些其他实施方式中,所述基站可以是静止的,并且跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置可以是在所述基站处于静止时确定的。在一些替代实施方式中,所述基站可以是可移动的,并且跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置可以是在所述基站处于正运动中时确定的。
跟踪装置与目标物体之间的位置目标可以是通过调整跟踪装置和/或目标物体的移动特征来实现。跟踪装置的移动特征可以包括跟踪装置的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。所述目标物体的移动特征可以包括所述目标物体的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。在一些实施方式中,可以调整跟踪装置或目标物体中的至少一者的移动特征,使得跟踪装置的移动特征基本上与目标物体的移动特征相同。在一些情形下,跟踪装置的移动特征可以是跟踪装置的速度并且目标物体的移动特征可以是目标物体的速度。在其他情形下,跟踪装置的移动特征可以是跟踪装置的加速度并且目标物体的移动特征可以是目标物体的加速度。
位置目标可以包括跟踪装置与目标物体之间的预定距离。所述预定距离可以包括跟踪装置与目标物体之间的垂直距离、以及跟踪装置与目标物体之间的水平距离。所述垂直距离可以是不依赖于气压计而确定的。所述水平距离可以是在跟踪装置和目标物体处于静止时以2厘米以内的准确度(或本文其他地方所描述的任何值)确定的并且在跟踪装置和/或目标物体正移动时以5厘米以内的准确度(或本文其他地方所描述的任何值)确定的。所述垂直距离可以是在跟踪装置和目标物体处于静止时以3厘米以内的准确度(或本文其他地方所描述的任何值)确定的并且在跟踪装置和/或目标物体正移动时以5厘米以内的准确度(或本文其他地方所描述的任何值)确定的。任选地,所述静止准确度在水平距离中可以比在垂直距离中更大,或者反之亦然。任选地,所述静止准确度可以大于移动时的准确度。RPD模块可以进一步被配置成基于跟踪装置的经校正的位置和目标物体的经校正的位置来控制跟踪装置的海拔。
所述跟踪装置可以是由可移动设备来支撑。在一些实施方式中,所述可移动设备可以是无人飞行器。
在一些替代实施方式中,跟踪装置可以是由静止设备来支撑。所述跟踪装置可以包括成像装置,所述成像装置被配置成在一段时间内捕捉多个图像帧。所述跟踪装置可以包括用于所述成像装置的载体,所述载体准许所述成像装置相对于支撑结构移动。所述成像装置可以是光学相机。在一些实施方式中,所述成像装置可以是热成像装置。所述成像装置可以利用超声波信号或声学信号来对目标成像。所述多个图像帧可以是在目标物体或跟踪装置中的至少一者正处于运动中时捕捉到的。所述位置目标可以通过将目标物体基本上定位在每个图像帧的目标区域中来实现。所述目标区域可以是各图像帧的中央区域。在一些实施方式中,所述目标区域可以是各图像帧的边缘区域。在一些实施方式中,RPD模块可以进一步被配置成通过将所述多个图像帧相互进行比较来确定跟踪装置或目标物体中的至少一者的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
在一些实施方式中,RPD模块可以实时确定跟踪装置和/或至少一个物体的位置以实现定位容差等级。例如,RPD模块可以被配置成用于以5厘米以内(或如本文其他地方所描述的任何其他高精度值)的准确度获得目标物体的实时位置,并且以5厘米以内(或如本文其他地方所描述的任何其他高精度值)的准确度获得跟踪装置的实时位置。RPD模块可以进一步被配置成基于目标物体的实时位置和跟踪装置的实时位置来确定跟踪装置和/或目标物体的位置,使得目标物体和跟踪装置相对于彼此定位以在10cm以内的容差等级(或如本文其他地方所描述的任何其他高精度值)实现位置目标。
可以使用一个或多个致动器来影响跟踪装置和/或目标物体的位置。在一些实施方式中,跟踪装置可以是位于载运工具上。所述一个或多个致动器可以被配置成引起载运工具的、或跟踪装置相对于所述载运工具的移动以便确定跟踪装置的位置。在一些实施方式中,所述载运工具可以是无人飞行器。
在一些实施方式中,目标物体的实时位置可以基本上与目标物体的经校正的位置相同,并且跟踪装置的实时位置可以基本上与跟踪装置的经校正的位置相同。如以上所述,可以基于以下各项来确定目标物体的经校正的位置:(1)目标物体的估计位置以及(2)所述校正测量值。可以基于以下各项来确定跟踪装置的经校正的位置:(1)跟踪装置的估计位置以及(2)所述校正测量值。
如以上所述,可以将RPD模块定位在任何地方,只要RPD模块能够确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置即可。图7、图8、图9、和图10展示了RPD模块可以位于何处的不同实施方式。
例如,图7展示了定位系统700,其中示例性RPD模块位于远处。在图7的示例中,RPD模块706可以位于远离跟踪装置702、目标物体704、和基站716处。在一些情形下,所述RPD模块可以被布置在与跟踪装置和/或目标物体通信的远程服务器720中。
所述服务器可以包括web服务器、企业服务器、或任何其他类型的计算机服务器,并且可以是计算机,所述计算机被编程来接受来自(例如位于基站处、跟踪装置上、和/或目标物体上的)计算装置的请求(例如,HTTP、或可以发起数据传输的其他协议)并且将所请求的数据提供给所述计算装置。另外,所述服务器可以是用于分发数据的广播设施,例如免付费广播、有线广播、卫星、和其他广播设施。所述服务器还可以是数据网络(例如,云计算网络)中的服务器。
如之前所描述的,RPD模块可以被包括在服务器中。例如,RPD模块可以是所述服务器所包括在内的软件和/或硬件部件。所述服务器可以具有一个或多个处理器和用于存储程序指令的至少一个存储器。所述处理器可以是能够执行特定指令集的单一或多个微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或数字信号处理器(DSP)。计算机可读指令可以存储在有形的非暂时性计算机可读介质上,诸如软盘、硬盘、CD-ROM(压缩光盘-只读存储器)、和MO(磁光盘)、DVD-ROM(数字多功能磁盘只读存储器)、DVD RAM(数字多功能磁盘随机存取存储器)、或半导体存储器。备选地,所述程序指令可以在硬件部件或硬件与软件的组合(例如像ASIC、专用计算机、或通用计算机)中实施。
参见图7,RPD模块706可以被配置成接收来自基站716的校正测量值716s、来自跟踪装置702的信号702s、以及来自目标物体704的信号704s。信号702s可以含有关于跟踪装置的估计位置的信息,并且信号704s可以含有关于目标物体的估计位置的信息。如之前所描述的,RPD模块可以基于以下各项来确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置:(1)跟踪装置的估计位置、(2)目标物体的估计位置、以及(3)校正测量值。
所述校正测量值和所述信号可以是经由一个或多个网络722传输给RPD模块。虽然图7展示了三个网络722,但是本领域人员可以认识到,三个网络可以实施为单一网络、两个网络、或多于三个网络。可以考虑任何数目的网络。
所述网络可以实现RPD模块与基站之间的、RPD模块与跟踪装置之间的、以及RPD模块与目标物体之间的双向通信。在一些实施方式中,所述网络可以被实施成将所述定位系统中的部件相连接以允许在它们之间进行通信的一个或多个网络。例如,如本领域普通技术人员会认识到的,所述网络可以被实施为因特网、无线网、有线网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、蓝牙、近场通信(NFC)、或在所述定位系统的一个或多个部件之间提供通信的任何其他类型的网络。在一些实施方式中,所述网络可以使用手机和/或寻呼机网络、卫星、许可的无线电、许可与非许可无线电的组合、以及电力线通信来实施。所述网络可以是无线、有线、网状网络、或其组合。
在一些实施方式中,RPD模块可以位于跟踪装置中。图8展示了定位系统800,其中RPD模块806位于跟踪装置802中。所述RPD模块可以是包括在跟踪装置内的软件和/或硬件部件。例如,所述RPD模块可以具有一个或多个处理器和用于存储程序指令的至少一个存储器。所述处理器可以是能够执行特定指令集的单一或多个微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或数字信号处理器(DSP)。计算机可读指令可以存储在有形的非暂时性计算机可读介质上,诸如软盘、硬盘、CD-ROM(压缩光盘-只读存储器)、和MO(磁光盘)、DVD-ROM(数字多功能磁盘只读存储器)、DVD RAM(数字多功能磁盘随机存取存储器)、或半导体存储器。备选地,所述程序指令可以在硬件部件或硬件与软件的组合(例如像ASIC、专用计算机、或通用计算机)中实施。
参见图8,RPD模块806可以被配置成用于接收来自基站816的校正测量值816s和来自目标物体804的信号804s。信号804s可以含有关于目标物体的估计位置的信息。所述校正测量值和所述信号可以是经由一个或多个网络822传输给RPD模块。所述RPD模块可以从位于跟踪装置上的GNSS接收器获得跟踪装置的估计位置。在一些情形下,GNSS接收器可以被集成到所述RPD模块中。所述RPD模块可以被配置成用于基于以下各项来确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置:(1)跟踪装置的估计位置、(2)目标物体的估计位置、以及(3)校正测量值。虽然图8展示了两个网络822,但是本领域人员可以认识到,这两个网络可以被实施为单一网络、或被实施为多于两个网络。图8中的网络822可以是与图7中的网络722相似。
在一些其他实施方式中,RPD模块可以位于基站处。图9展示了定位系统900,其中RPD模块906位于基站916处。所述RPD模块可以是包括在基站内的软件和/或硬件部件。例如,所述RPD模块可以具有一个或多个处理器和用于存储程序指令的至少一个存储器。所述处理器可以是能够执行特定指令集的单一或多个微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或数字信号处理器(DSP)。计算机可读指令可以存储在有形的非暂时性计算机可读介质上,诸如软盘、硬盘、CD-ROM(压缩光盘-只读存储器)、和MO(磁光盘)、DVD-ROM(数字多功能磁盘只读存储器)、DVD RAM(数字多功能磁盘随机存取存储器)、或半导体存储器。备选地,所述程序指令可以在硬件部件或硬件与软件的组合(例如像ASIC、专用计算机、或通用计算机)中实施。
参见图9,RPD模块906可以被配置成用于接收来自跟踪装置902的信号902s和来自目标物体904的信号904s。信号902s可以含有关于跟踪装置的估计位置的信息,并且信号904s可以含有关于目标物体的估计位置的信息。所述信号可以是经由一个或多个网络922传输给RPD模块。所述RPD模块可以基于从基站处的GNSS接收器获得的估计位置并且基于已知位置来计算出所述校正测量值。在一些情形下,GNSS接收器可以被集成到所述RPD模块中。所述RPD模块可以被配置成用于基于以下各项来确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置:(1)跟踪装置的估计位置、(2)目标物体的估计位置、以及(3)校正测量值。虽然图9展示了两个网络922,但是本领域人员可以认识到,这两个网络可以被实施为单一网络、或被实施为多于两个网络。图9中的网络922可以是与图8中的网络822和图7中的网络722相似。
在一些其他实施方式中,RPD模块可以位于目标物体上。图10展示了定位系统1000,其中RPD模块1006位于目标物体1004上。所述RPD模块可以是包括在目标物体内的软件和/或硬件部件。例如,所述RPD模块可以具有一个或多个处理器和用于存储程序指令的至少一个存储器。所述处理器可以是能够执行特定指令集的单一或多个微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或数字信号处理器(DSP)。计算机可读指令可以存储在有形的非暂时性计算机可读介质上,诸如软盘、硬盘、CD-ROM(压缩光盘-只读存储器)、和MO(磁光盘)、DVD-ROM(数字多功能磁盘只读存储器)、DVD RAM(数字多功能磁盘随机存取存储器)、或半导体存储器。备选地,所述程序指令可以在硬件部件或硬件与软件的组合(例如像ASIC、专用计算机、或通用计算机)中实施。
参见图10,RPD模块1006可以被配置成用于接收来自跟踪装置1002的信号1002s和来自基站1016的校正测量值1016s。信号1002s可以含有关于跟踪装置的估计位置的信息。所述校正测量值和所述信号可以是经由一个或多个网络1022传输给RPD模块。所述RPD模块可以从位于目标物体上的GNSS接收器获得目标物体的估计位置。在一些情形下,GNSS接收器可以被集成到RPD模块中。所述RPD模块可以被配置成用于基于以下各项来确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置:(1)跟踪装置的估计位置、(2)目标物体的估计位置、以及(3)校正测量值。虽然图10展示了两个网络1022,但是本领域人员可以认识到,这两个网络可以被实施为单一网络、或被实施为多于两个网络。图10中的网络1022可以是与图9中的网络922、图8中的网络822、和图7中的网络722相似。
图11展示了根据一些实施方式使用移动跟踪装置来跟踪目标物体。在图11的跟踪系统1100中,RPD模块可以在跟踪装置1102跟随目标物体1104时确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的经校正的相对位置1108。在目标物体在具有不同标高的变化地形内穿行时并且甚至在跟踪装置相对于目标物体的距离和朝向改变时,都可以准确地确定经校正的相对位置。例如,在时刻T1,目标物体可以位于较高标高处并且跟踪装置可以是在目标物体的正上方。在时刻T2,目标物体可以位于较低标高处、在下坡面上,并且跟踪装置可以略微在目标物体的右上方。在时刻T3,目标物体可以位于最低标高处,并且跟踪装置可以在目标物体的上方并且基本上偏向左侧。在时刻T4,目标物体可以位于相对于其在时刻T3时的位置更高的标高处并且在上坡面上,并且跟踪装置可以在目标物体的上方并且偏向左侧。在上述时刻(T1、T2、T3、和T4)中的每一者时,所述RPD模块可以使用图6、图7、图8、图9、和图10中所描述的实施方式中的一个或多个实施方式来准确地确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。
所述RPD模块可以进一步基于目标物体的经校正的位置和跟踪装置的经校正的位置来确定/控制跟踪装置和/或目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
在一些实施方式中,所述位置目标可以包括跟踪装置与目标物体之间的预定距离。在一些情形下,跟踪装置可以落入目标物体的指定距离内。所述指定距离或预定距离可以具有总量值、水平量值、和/或垂直量值。在一些实施方式中,跟踪装置可以在所限定范围内的任何地方。在一些替代实施方式中,跟踪装置可以布置在离目标物体最小相隔距离处。
在一些实施方式中,所述位置目标可以包括跟踪装置与目标物体之间的预定空间布局。例如,跟踪装置可以被布置在相对于目标物体的特定位置中。所述位置可以包括仅横向朝向、仅海拔朝向、或横向和海拔朝向两者。在一些实施方式中,所述位置目标可以包括仅空间布局方面、仅朝向方面、或空间布局和朝向布局两方面。
在一些实施方式中,所述位置目标可以是相对于目标物体的预定飞行模式。例如,跟踪装置可以按预定速度绕目标物体转圈或相对于目标物体以曲折形图案飞行。
在一些实施方式中,所述位置目标可以涉及如何使用跟踪装置上的成像装置来捕捉图像。例如,所述位置目标可以涉及怎样捕捉图像(目标物体出现在图像帧的特定部分或位置处,例如中心、边缘、或任何其他预定区域)。在一些情形下,所述位置目标可以涉及所述图像帧中的目标物体的大小(例如,跟踪装置跟随目标物体有多近、和/或目标物体在所述图像帧中的放大量)。
在一些实施方式中,所述位置目标可以涉及跟踪装置能够多快对输入作出响应而跟踪目标物体。例如,它可以涉及可以多快实现所述位置目标。比如,可能存在时间滞后,所述时间滞后可能以秒或毫秒级出现。
在一些实施方式中,可以通过用户输入来实现所述位置目标。用户可以从装置提供输入,所述输入指示上述类型的位置目标中的任一者和/或应如何执行所述位置目标。在一些其他实施方式中,所述位置目标可以是完全通过自动跟踪来实现。
可以使用具有高精度/准确度的RPD模块来实现上述目标。
在一些替代实施方式中,所述跟踪装置可以是由静止结构来支撑。图12展示了使用附接至静止结构上的跟踪装置来跟踪目标物体。所述静止结构可以是建筑物、塔、延伸立柱、基站、或固定在某个位置处的任何类型的结构(人造的或自然的)。在图12的跟踪系统1200中,所述跟踪装置可以位于静止结构1203上。所述RPD模块可以在目标物体1204移动离开(或在一些情形下移动朝向)跟踪装置1202时确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的经校正的相对位置1208。在目标物体在具有不同标高的变化地形内穿行时并且甚至在跟踪装置相对于目标物体的距离和朝向改变时,都可以准确地确定经校正的相对位置。例如,在时刻T1,目标物体可以位于较靠近跟踪装置的下坡面上。在时刻T2,目标物体可以位于离跟踪装置较远的较低标高处。在时刻T3,目标物体可以位于相对于其在时刻T2时的位置更高的标高处并且在上坡面上、并且离跟踪装置最远。在上述时刻(T1、T2、和T3)中的每一者时,所述RPD模块可以使用图6、图7、图8、图9、和图10中所描述的实施方式中的一个或多个实施方式来准确地确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。
在一些实施方式中,所述跟踪装置(例如,图11和/或图12中)可以包括成像装置,所述成像装置被配置成在一段时间内捕捉多个图像帧。所述跟踪装置可以包括用于所述成像装置的载体,所述载体准许所述成像装置相对于支撑结构移动。所述成像装置可以是光学相机。在一些替代实施方式中,所述成像装置可以是热成像装置。所述多个图像帧可以是在目标物体和/或跟踪装置正处于运动中时捕捉到的。所述RPD模块可以通过将目标物体基本上定位在每个图像帧的目标区域中来使得能够实现位置目标。所述目标区域可以是各图像帧的中央区域。在一些实施方式中,所述目标区域可以是各图像帧的边缘区域。在一些实施方式中,RPD模块可以通过将所述多个图像帧相互进行比较来确定跟踪装置和/或目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
在一些实施方式中,跟踪装置可以是以复数形式提供。图13展示了根据一些实施方式的、用于确定多个跟踪装置与一个目标物体之间的经校正的相对位置的定位系统1300。参见图13,所述系统包括多个跟踪装置1302a、1302b、和1302c;目标物体1304;和基站1316。在图13的示例中,跟踪装置1302a包括RPD模块1306a,跟踪装置1302b包括RPD模块1306b,并且跟踪装置1302c包括RPD模块1306c。在一些情形下,RPD模块1306a、1306b、和1306c可以被整合成位于所述跟踪装置之一中的单一RPD模块。在一些情形下,所述RPD模块可以位于基站或目标物体处。在一些情形下,所述RPD模块可以被定位成远离跟踪装置、目标物体、和基站。
参见图13,RPD模块1306a可以接收来自目标物体的信号以及来自基站的校正测量值。类似地,RPD模块1306b可以接收来自目标物体的信号以及来自基站的校正测量值。同样,RPD模块1306c可以接收来自目标物体的信号以及来自基站的校正测量值。所述信号可以含有关于目标物体的估计位置的信息。所述RPD模块可以相互通信。例如,各个RPD模块可以接收其他跟踪装置的估计位置、和/或其他跟踪装置的经校正的位置。可以用所述RPD模块来确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置,如图14、图15、和图16所示。
图14展示了根据一些实施方式使用多个跟踪装置来跟踪目标物体。可以用多个跟踪装置来同时跟踪所述目标物体。所述跟踪装置可以具有相同的位置目标、或可以具有不同的位置目标。所述跟踪装置和/或RPD模块可以知晓所述跟踪装置之间的相对位置。这可以有助于相对于目标物体对多个跟踪装置共同定位。比如,取决于跟踪装置的数目,可以对跟踪装置相对于跟踪物体设定不同的位置目标。并且,跟踪所述跟踪装置之间的相对位置可以允许所述跟踪装置之间避免冲撞。使所述跟踪装置的相对位置达到高准确度和/或精度可以准许所述跟踪装置紧邻彼此运行而减少冲撞。例如,所述跟踪装置可以彼此之间间隔分开小于1m的空隙。在一些情形下,所述空隙可以小于90cm、80cm、70cm、60cm、50cm、40cm、30cm、20cm、10cm、5cm、或1cm。参见图13和图14,所述RPD模块可以确定跟踪装置1402a、1402b、和1402c与目标物体1404之间的经校正的相对位置1408。
在一些实施方式中,跟踪装置与目标物体之间的相对位置可以随着时间改变。例如,图15展示了跟踪装置与目标物体之间的空间配置,在此所述空间配置不同于图14所示的空间配置。参见图13和图15,所述RPD模块可以确定跟踪装置1502a、1502b、和1502c以及目标物体1504之间的经校正的相对位置1508,甚至在那些部件的空间配置改变时也如此。
在一些实施方式中,RPD模块可以在跟踪装置和目标物体从第一空间配置移动至第二空间配置时动态地确定经校正的相对位置。图16展示了在多个跟踪装置1602a、1602b、和1602c以及目标物体1604从第一空间配置移动至第二空间配置时使用所述装置来跟踪所述目标物体。所述跟踪装置可以位于不同的垂直标高处。参见图13和图16,所述RPD模块可以在跟踪装置1602a、1602b、和1602c以及目标物体1604从第一空间配置(图16的左侧)移动至第二空间配置(图16的右侧)时动态地确定所述装置与所述目标物体之间的经校正的相对位置1608。在一些实施方式中,所述RPD模块可以确定所述多个跟踪装置的经校正的位置,使得所述跟踪装置以预定的形式相对于所述目标物体进行移动。在一些实施方式中,所述RPD模块可以确定所述跟踪装置的经校正的位置,使得所述跟踪装置遵循相对于所述目标物体限定的多条预定轨迹。
在图14、图15、和图16的实施方式中,所述RPD模块可以基于以下各项来确定跟踪装置的经校正的位置:(1)每个跟踪装置的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述RPD模块也可以基于以下各项来确定目标物体的经校正的位置:(1)目标物体的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述RPD模块可以进一步基于目标物体的经校正的位置和跟踪装置的经校正的位置来确定/控制跟踪装置和/或目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。例如,所述RPD模块可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置以预定的形式相对于彼此进行移动。在一些情形下,所述RPD模块可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置遵循多条预定轨迹。备选地,所述RPD模块可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置以预定的形式相对于目标物体进行移动。可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置遵循相对于目标物体限定的多条预定轨迹。
在图14、图15、和图16的实施方式中,可以使用中继或对等协议来在所述多个可移动物体之间传递定位信息。对等(P2P)协议是在同等个体之间划分任务或工作量的分布式应用架构(一种网络)。在应用中,同等个体可以是享有相同特权的、同样的参与者。在图14、图15、和图16的示例中,所述多个跟踪装置可以是同等个体并且可以被描述为形成有多个节点的对等网络,如通过互相连接的虚线示出的。所述多个跟踪装置可以相互通信来执行任务(例如,跟踪目标物体)。各跟踪装置可以将自己的实时位置告知其他跟踪装置。相应地,即使障碍物出现并且阻挡目标物体与特定跟踪装置之间的信号通信,所述跟踪装置仍可以通过从其他跟踪装置接收目标物体的实时位置信息、并且通过以其他跟踪装置的位置校准其自身位置来以高准确度间接地跟踪目标物体。
在一些实施方式中,目标物体可以提供为复数形式。图17展示了根据一些实施方式的、用于确定跟踪装置与多个目标物体之间的经校正的相对位置的定位系统1700。参见图17,所述系统包括跟踪装置1702a;多个目标物体1704a、1704b、和1704c;以及基站1716。跟踪装置1702可以包括RPD模块1706。在一些情形下,可以在所述目标物体中的每个目标物体和/或所述基站中包括RPD模块1706。在一些情形下,所述RPD模块可以被定位成远离跟踪装置、目标物体、和基站。
参见图17,RPD模块1706可以接收来自每个目标物体的信号以及来自基站的校正测量值。所述信号可以含有关于目标物体的估计位置的信息。在一些情形下,目标物体可以相互通信。例如,各个目标物体可以接收其他目标物体的估计位置、和/或其他目标物体的经校正的位置。可以用RPD模块来确定跟踪装置与所述多个目标物体之间的经校正的相对位置,如图18、图19、和图20所示。
图18展示了根据一些实施方式使用跟踪装置来跟踪多个目标物体。参见图17和图18,所述RPD模块可以确定跟踪装置1802与所述多个目标物体1804a、1804b、和1804c之间的经校正的相对位置1808。
在一些实施方式中,跟踪装置与目标物体之间的相对位置可以随着时间改变。例如,图19展示了跟踪装置与目标物体之间的空间配置,其中所述空间配置不同于图18所示的空间配置。参见图17和图19,RPD模块可以确定跟踪装置1902a与多个目标物体1904a、1904b、和1904c之间的经校正的相对位置1908,甚至在那些部件的空间配置改变时也如此。
在一些实施方式中,RPD模块可以在跟踪装置和目标物体从第一空间配置移动至第二空间配置时动态地确定所述经校正的相对位置。图20展示了在跟踪装置2002和所述多个目标物体2004a、2004b、以及2004c从第一空间配置移动至第二空间配置时使用所述装置来跟踪所述目标物体。参见图17和图20,所述RPD模块可以在跟踪装置2002和所述多个目标物体2004a、2004b、以及2004c从第一空间配置(图20的左侧)移动至第二空间配置(图20的右侧)时动态地确定所述装置与所述物体之间的经校正的相对位置2008。在一些实施方式中,所述RPD模块可以确定跟踪装置的经校正的位置,使得所述跟踪装置以预定的形式相对于目标物体进行移动。在一些实施方式中,所述RPD模块可以确定跟踪装置的经校正的位置,使得所述跟踪装置遵循相对于所述多个目标物体限定的多条预定轨迹。
在图18、图19、和图20的实施方式中,所述RPD模块可以基于以下各项来确定目标物体的经校正的位置:(1)每个目标物体的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述RPD模块也可以基于以下各项来确定每个目标物体的经校正的位置:(1)每个目标物体的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述RPD模块可以进一步基于目标物体的经校正的位置和跟踪装置的经校正的位置来确定/控制跟踪装置和/或目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。例如,所述RPD模块可以确定跟踪装置和目标物体的位置,使得跟踪装置和目标物体以预定的形式相对于彼此进行移动。在一些情形下,所述RPD模块可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置遵循多条预定轨迹。备选地,所述RPD模块可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置以预定的形式相对于目标物体进行移动。可以确定跟踪装置的位置,使得跟踪装置遵循相对于目标物体限定的多条预定轨迹。
在图18、图19、和图20的实施方式中,可以使用中继或对等协议来在所述多个可移动物体之间传递定位信息。对等(P2P)协议是在同等个体之间划分任务或工作量的分布式应用架构(一种网络)。在应用中,同等个体可以是享有相同特权的、同样的参与者。在图18、图19、和图20的示例中,所述多个目标物体可以是同等个体并且可以被描述为形成有多个节点的对等网络,如通过互相连接的虚线示出的。所述多个目标物体可以相互通信。各目标物体可以将自己的实时位置告知其他目标物体。相应地,即使障碍物出现并且阻挡所述跟踪装置与特定目标物体之间的信号通信,所述跟踪装置仍可以通过从其他目标物体接收这个目标物体的实时位置信息来以高准确度间接地跟踪所述目标物体。
在一些实施方式中,所述定位模块可以进一步被配置成接收在具有不同已知位置的多个基站处产生的多个校正测量值。图21展示了根据一些实施方式的网络化的定位系统2100,所述网络化的定位系统包括多个跟踪装置2102、多个目标物体2104、和多个基站2116。所述跟踪装置、目标物体、和基站可以与之前参见图1至图20所描述的那些相似。所述多个基站可以一起连接成网络。在一些实施方式中,所述网络可以是RTK网络。例如,所述网络可以使用广域实时动态技术(WARTK)来配置。一个或多个RPD模块可以被配置成用于确定跟踪装置与目标物体之间的经校正的相对位置。所述RPD模块也可以基于来自基站的校正测量值来确定跟踪装置和目标物体的经校正的位置。在一些实施方式中,相邻基站之间的距离可以在从约30km至约35km的范围内。在一些实施方式中,相邻基站之间的距离可以小于30km、25km、20km、15km、10km、或5km。在一些其他实施方式中,相邻基站之间的距离可以大于35km、40km、45km、50km、60km、70km、80km、或100km。来自各基站的校正测量信号传输的范围可以具有约20km、小于20km、或大于20km的圆半径。所述RPD模块可以确定至少一个跟踪装置和至少一个目标物体的位置以实现位置目标。例如,所述RPD模块可以被配置成用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位。
在一些实施方式中,并非需要所有的基站都用于获得所述校正测量值。例如,在一些情形下,可以内置冗余度以提高准确度、或以防一个或多个基站停止起作用。跟踪装置和目标物体可以使用来自最靠近它们的基站的校正测量值。在一些实施方式中,所述校正测量值可以是从多个基站获得的并且接着基于它们与跟踪装置和/或目标物体的接近度以及其他因素(例如校正测量值的信号完整性)进行加权。
在一些实施方式中,根据一些实施方式,示例性的RPD模块可以确定至少一个跟踪装置和至少一个目标物体的形式、对齐、或协作。所述RPD模块可以被配置成实时确定跟踪装置和/或目标物体的位置以实现定位容差等级。在一些实施方式中,可以使用中继或对等协议来在多个可移动物体(包括跟踪装置和目标物体)之间传递定位信息。
图22展示了根据一些实施方式的、基于多个跟踪装置2202的经校正的相对位置来跟踪或对齐所述装置。在图22的示例中,RPD模块可以控制跟踪装置2202a、2202b、和2202c的移动,使得所述跟踪装置以平行的形式进行移动。所述跟踪装置的移动可以是基于它们的经校正的相对位置2208来控制的。
图23展示了根据一些实施方式的、基于多个跟踪装置2302的经校正的相对位置来跟踪或对齐所述跟踪装置。在图23的示例中,RPD模块可以控制跟踪装置2302a、2302b、和2302c的移动,使得所述跟踪装置从平行形式移动到不平行的形式。所述跟踪装置的移动可以是基于它们的经校正的相对位置2308来控制的。
在图22和图23的实施方式中,所述RPD模块可以将所述跟踪装置相对于彼此进行定位或对齐。所述RPD模块可以获得每个跟踪装置的估计位置,并且基于所述跟踪装置的估计位置以及所述校正测量值来确定所述跟踪装置之间的经校正的相对位置。所述校正测量值可以是基于基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生的。跟踪装置和基站的估计位置可以是从GNSS信号获得。所述基站的已知位置可以是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。所述校正测量值可以是基站的估计位置与基站的已知位置之间的差异。所述跟踪装置之间的经校正的相对位置可以是参照所述基站的已知位置来确定的。
可以确定所述跟踪装置之间的经校正的相对位置以实现所述跟踪装置之间的位置目标。所述位置目标可以包括所述跟踪装置之间的预定距离。所述位置目标可以包括跟踪装置相对于彼此的预定姿态和/或朝向。可以确定所述跟踪装置之间的经校正的相对位置,使得所述跟踪装置以预定的形式进行移动。例如,所述跟踪装置可以相对于彼此以所述预定的形式对齐。
所述跟踪装置可以在以所述预定的形式进行移动时遵循多条预定轨迹。所述多条预定轨迹可以包括多个空间点。每个空间点可以具有一组已知的全球空间坐标。所述多个跟踪装置可以基本上在同一时刻行进经过多个相应的空间点。所述多个跟踪装置可以在不同时刻行进经过所述多个相应的空间点。
在一些实施方式中,所述RPD模块可以确定跟踪装置的形式、对齐、或协作,使得跟踪装置依次行进经过同一个空间点。所述空间点可以具有一组已知的全球空间坐标。例如,图24和图25展示了根据一些实施方式的、多个跟踪装置基于其经校正的相对位置的受控移动。
参见图24,跟踪装置2402a、2402b、和2402c可以按直线或平面的形式依次行进经过空间点2424。参见图25,跟踪装置2502a、2502b、和2502c可以依次从不同的标高并且以不同的方向行进经过空间点2424。在图24和图25的示例中,所述跟踪装置可以受RPD模块控制来以预定的频率依次行进经过所述空间点。所述跟踪装置可以依次以相邻跟踪装置之间的预定时间间隔行进经过所述空间点。
例如,参见图24,跟踪装置2402a可以在时刻t1行进经过所述空间点,跟踪装置2402b可以在时刻t2行进经过所述空间点,并且跟踪装置2402c可以在时刻t3行进经过所述空间点。跟踪装置2402a、2402b、和2402c可以按直线或平面的形式依次行进。时刻t2可以是在时刻t1之后出现的时间点,并且时刻t3可以是在时刻t2之后出现的时间点。跟踪装置2402a与跟踪装置2402b之间的预定时间间隔可以被确定为t12=t2-t1。跟踪装置2402b与跟踪装置2402c之间的预定时间间隔可以被确定为t23=t3-t2。相邻跟踪装置之间的预定时间间隔可以是基本上相同的,使得t12t23。在一些实施方式中,相邻跟踪装置之间的预定时间间隔可以是基本上不同的。例如,在一些实施方式中,t12可以基本上小于t23,并且在其他实施方式中t12可以基本上大于t23。
参见图25,跟踪装置2502a可以在时刻t1行进经过空间点2524,跟踪装置2502b可以在时刻t2行进经过所述空间点,并且跟踪装置2502c可以在时刻t3行进经过所述空间点。时刻t2可以是在时刻t1之后出现的时间点,并且时刻t3可以是在时刻t2之后出现的时间点。跟踪装置2502a与跟踪装置2502b之间的预定时间间隔可以被确定为t12=t2-t1。跟踪装置2502b与跟踪装置2502c之间的预定时间间隔可以被确定为t23=t3-t2。相邻跟踪装置之间的预定时间间隔可以是基本上相同的,使得t12t23。在一些实施方式中,相邻跟踪装置之间的预定时间间隔可以是基本上不同的。例如,在一些实施方式中,t12可以是基本上小于t23,并且在其他实施方式中t12可以是基本上大于t23。
与图24的实施方式不同,图25中的跟踪装置2502a、2502b、和2502c可以依次从不同角度和/或标高到达空间点2524。例如,跟踪装置2502a可以位于比所述空间点高的标高处并且相对于所述空间点以第一角度到达;跟踪装置2502b可以位于比跟踪装置2502a高的标高处并且相对于所述空间点以第二角度到达;并且跟踪装置2502b可以位于比所述空间点低的标高处并且相对于所述空间点以第三角度到达。
在图13至图29的实施方式中,所述跟踪装置和/或所述目标物体可以通过网状网络相互通信。在一些实施方式中,可以进一步将一个或多个基站包括在所述网状网络中。在一些实施方式中,所述跟踪装置、所述目标物体、和/或基站可以通过所述网状网络实时地、或近实时地并且以固定或变化的间隔来相互传递它们的已知位置、估计位置、经校正的瞬时位置、经校正的相对位置、一个或多个校正测量值、或一个或多个位置目标。基于通过所述网状网络传递的数据,所述跟踪装置和/或所述目标物体可以调整其运动特征以便实现所述一个或多个位置目标。
各跟踪装置、目标物体、或基站可以是以所述网状网络中的节点来独立表示。所述节点可以与所述网状网络中的其他节点互连,使得每个节点与多个路径相连。节点之间的连接可以是使用内置网状路由表来动态更新和优化。网状网络本质上可以是分布式的,并且各节点能够在所述网络上自我发现。并且,当节点离开所述网络时,这种网状拓扑结构允许所述节点基于新的网络结构重新配置路由路径。网状拓扑和特设(ad-hoc)路由的特性在变化的条件下或在单个节点处失效时提供了更大的稳定性。例如,当一个或多个跟踪装置和/或目标物体离开所述网络时,其余的跟踪装置和/或目标物体可以基于新的网络结构来重新配置新的路由路径(或物理飞行/运动路径)。在一些实施方式中,所述网络可以是使所有的装置和/或目标物体连成网并且相互通信的全网状网络。在其他实施方式中,所述网络可以是使所述装置/物体中的仅一些连成网并且相互通信的部分网状网络。
所述网状网络可以由无线协议支持,所述无线协议能够以低成本、低功率的解决方案实现无线网络的广泛部署。在商业和工业应用中,所述协议可以允许通过各种无线电频率(RF)环境进行数据通信。所述协议可以允许多个装置(例如,跟踪装置、目标物体、和/或基站)以各种各样的网络拓扑进行通信。所述协议可以包括以下特征,例如:(1)支持多种网络拓扑,例如点对点;(2)点对多点和网状网络;(3)低占空比,以延长电池寿命;(4)等待时间短,以实现较低功耗;(5)直接序列扩频(DSSS);(6)每个网络高达65,000个节点;(7)为实现安全数据连接的128位AES加密;以及(8)冲突避免和重试。低占空比可以使得跟踪装置能够更长时间地跟踪目标物体,因为在低占空比过程中消耗较少的功率。所述网络中可允许的大量的节点(高达65,000个节点)可以使得大量的跟踪装置、目标物体、和/或基站能够在所述网状网络内相连且受控。所述冲突避免和再试能力可以有助于在跟踪装置和/或目标物体移动过不同的地形时并且在不同的装置/物体进入或离开所述网状网络(例如,由于信号传输质量差、障碍物阻挡信号传输、所述装置/物体中的无线电发射器关机等等)时防止跟踪装置和/或目标物体之间发生冲突。
0在一些情形下,所述协议可以提供一种易于使用的无线数据解决方案,所述解决方案的特征是安全、可靠的无线网络结构。所述协议可以被配置成满足低成本、低功率的机器对机器(M2M)无线网络的需要。机器的示例可以包括跟踪装置、目标物体、和/或基站。在占空比低并且低功耗是重要考虑因素的应用中,所述协议可以被配置成用于提供高的数据吞吐量。(例如,在一些情况下,所述跟踪装置和/或目标物体中的一些或全部可以是由电池供电,即,在低功耗是所要的以便增加飞行时间/距离或运动时间/距离)。
0在一些实施方式中,装置/物体网状网络的无线协议的传输距离可以在从约10米至约1500米的视线范围内(例如,10m、20m、30m、40m、50m、100m、200m、300m、500m、800m、1000m、1200m、或1500m)。对于2.4Ghz的室内应用而言,传输距离可以在从约10m至约20m的范围内,这取决于建筑材料、要穿透的墙的数量、以及所述地理位置中准许的输出功率。相反,对于室外的视线应用而言,传输距离可以高达约1500m,这取决于功率输出和环境特征。在一些替代实施方式中,装置/物体网状网络的无线协议的传输距离可以小于约10m(例如,9m、7m、5m、3m、1m、或小于1m)。在一些其他实施方式中,装置/物体网状网络的无线协议的传输距离可以大于约1500m(例如,1600m、1700m、1800m、1900m、2000m、3000m、5000m、或大于5000m)。
在一些实施方式中,所述协议可以用来通过使数据传递经过中间装置(例如,中间的跟踪装置和/或目标物体)的网状网络来长距离传输数据以到达更远的装置。所述协议可以用在需要长的电池寿命和安全组网的低数据速率应用中。在一些实施方式中,所述网状网络可以通过128位对称加密密钥来保证安全。在一些实施方式中,所述协议可以具有在从约20kbit/s(868MHz波段)至约250kbit/s(2.4Ghz波段)的范围内的数据传输速率。在一些实施方式中,所述协议可以具有250kbit/s的限定速率,所述速率适合用于从跟踪装置和/或目标物体进行间歇式数据传输。在一些实施方式中,所述协议可以具有在小于约20kbit/s的范围内的数据传输速率(例如,18kbit/s、16kbit/s,14kbit/s、12kbit/s、10kbit/s、5kbit/s、或小于5kbit/s)。在其他实施方式中,所述协议可以具有在大于约250kbit/s的范围内的数据传输速度(例如,260kbit/s、270kbit/s、280kbit/s、290kbit/s、300kbit/s、350kbit/s、400kbit/s、500kbit/s、或大于500kbit/s)。在一些实施方式中,使用所述协议的跟踪装置和/或目标物体具有短的延时,这降低了平均电流消耗。
在一些实施方式中,用于支持跟踪装置、目标物体、和/或基站的网状网络的无线协议可以包括ZigBee标准。ZigBee标准以电气和电子工程师协会(IEEE)802.15.4物理无线电规范运行并且以非许可波段(包括2.4GHz、900MHz、和868Mhz在内)来运行。IEEE802.15.4规范是旨在用于低成本、电池操作式装置的、基于包的无线电协议。ZigBee的网络层天生就可以支持星型和树型网络、以及一般的网状网络。各网络可以具有一个协调器装置,所述协调器装置的任务是创建网络、控制其参数和基本维护。在星型网络内,所述协调器可以是中央节点。树型和网状网络两者均可以允许使用ZigBee路由器来以网络级拓展通信。ZigBee是在IEEE标准802.15.4中针对低速率WPAN所定义的物理层和媒体访问控制上建立的。所述规范包括四个额外的关键组成部分:网络层、应用层、ZigBee装置对象(ZDO)、以及制造商定义的应用对象,所述应用对象允许定制且有利于全面集成。ZDO负责多个任务,包括持续跟踪装置角色、管理加入网络的请求、以及设备发现和安全性。
在一些实施方式中,所述网状网络中的跟踪装置、目标物体、和基站可以是ZigBee装置。ZigBee装置可以包括ZigBee协调器(ZC)、一个或多个ZigBee路由器(ZR)、和/或一个或多个ZigBee终端装置(ZED)。
ZC用作网络树的根并且可以形成通向其他网络的桥。每个网状网络可以由一个ZC构成。ZC可以存储关于所述网络的信息并且可以用来控制所述ZR和ZED。例如,在一些实施方式中,基站可以是ZC。在一些其他实施方式中,跟踪装置可以是ZC。在一些替代实施方式中,目标物体可以是ZC。任何装置/物体/站都可以一直持续地、以固定的或可变的频率周期性地、或仅在特定时间段内用作ZC。在一些实施方式中,不同的跟踪装置、目标物体、和/或基站可以轮流用作ZC(例如,以类轮询配置)。
ZR可以充当从其他装置传送数据的中间路由器。ZED可以含有足够的功能性来与父节点(ZC或ZR)通信。ZED可以未被配置成对来自其他装置的数据加以中继。这种关系允许ZED在大多数时候休眠,由此允许长的电池寿命,这使得能够延长飞行/运动时间。ZED需要最小量的存储器并且因此与ZR或ZC相比可以是制造成本更低。在一些实施方式中,可以将特定的基站选作ZC,并且可以将一个或多个其他跟踪装置/目标物体/基站选作ZR或ZED。在其他实施方式中,可以将特定的跟踪装置选作ZC,并且可以将一个或多个其他跟踪装置/目标物体/基站选作ZR或ZED。在一些其他实施方式中,可以将特定的目标物体选作ZC,并且可以将一个或多个其他跟踪装置/目标物体/基站选作ZR或ZED。可以考虑跟踪装置、目标物体、和/或基站在ZigBee网状网络中的任何安排/角色/配置。
在一些实施方式中,ZigBee协议可以支持信标网络(beacon network)以及无信标网络(non-beacon enabled network)。在无信标网络中,可以使用带有冲突避免的无时槽载波侦听多路访问(CSMA/CA)信道访问机制。CSMA/CA信道接入机制是一种其中使用了载波侦听、但节点试图通过仅在侦听到信道为空闲时才进行传输以避免冲突的网络多路访问方法。当所述节点传输数据时,它们将其包数据整体地进行传输。在这种类型的网络中,ZigBee路由器(ZR)通常使它们的接收器持续激活,从而需要更强健的电力供应。这可以允许实现异构型网络,其中一些装置持续接收,而其他的装置仅在检测到外部刺激时才进行发射。
相比之下,对有信标网络而言,ZR将发射周期性信标以向其他网络节点确认其存在。节点可以在信标之间休眠,因此降低了其占空比并且延长了其电池寿命,这可以延长飞行/运动时间。信标间隔取决于数据速率。例如,信标间隔在约250kbit/s下可以是在约15毫秒至约251秒的范围内、在约40kbit/s下是在约24毫秒至约393秒的范围内、并且在约20kbit/s下是在约48毫秒至约786秒的范围内。
相应地,ZigBee协议可以将无线电开启的时间最小化,从而降低跟踪装置、目标物体、和基站使用的功率。在信标网络中,节点仅需要在正发射信标时激活。在无信标网络中,功耗是一定不对称的(例如,一些装置总是激活的而其他装置在休眠模式中度过其大部分时间)。
在一些实施方式中,RPD模块可以确定多个可移动物体之间的经校正的相对位置以使得所述多个可移动物体能够共同地执行一项任务。所述可移动物体可以是载体装置。所述可移动物体可以是UAV。在一些实施方式中,所述可移动物体可以被配置成携带载荷。例如,图26展示了根据一些实施方式的、使用载体装置来基于载荷和所述载体装置的经校正的相对位置来受控地移动所述载荷。图27展示了根据一些实施方式的、使用多个载体装置来基于载荷和所述多个载体装置的经校正的相对位置来受控地移动所述载荷。在图26和图27的实施方式中,可以基于以下各项来确定所述载体装置与所述载荷之间的经校正的相对位置:(1)所述载体装置的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述校正测量值可以是基于基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。所述载体装置、所述载荷、和所述基站的估计位置可以是从GNSS信号获得。所述基站的已知位置可以是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。所述校正测量值可以是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。所述载体装置与所述载荷之间的经校正的相对位置可以是参照所述基站的已知位置来确定。
参见图26,载荷2626可以由附接至载体装置2602的支撑机构来支撑。在图27的示例中,载荷2726可以由附接至所述多个载体装置2702a、2702b、和2702c的支撑机构来支撑。所述支撑机构可以包括绳缆、稳定平台、网状物、或能够支撑载荷的任何结构。这项任务可以包括使用所述载体装置来基于经校正的相对位置2708和2808将载荷从一个点移动至另一个点。
所述载荷可以包括乘客、货物、装备、仪器等中的一项或多项。所述载荷可以被提供在壳体内。所述壳体可以是与所述可移动物体的壳体分开、或者是可移动物体的壳体的一部分。备选地,所述载荷可以配备有壳体,而所述可移动物体没有壳体。备选地,所述载荷的多个部分或整个载荷可以并未配备壳体。所述载荷可以是相对于所述可移动物体刚性固定。任选地,所述载荷可以是可相对于所述可移动物体移动的(例如,可相对于所述可移动物体平移或旋转)。
在一些实施方式中,所述载荷包括有效载荷。所述有效载荷可以被配置成不执行任何操作或功能。备选地,所述有效载荷可以是被配置成用于执行操作或功能的有效载荷,也称为功能性有效载荷。例如,所述有效载荷可以包括用于观测一个或多个目标的一个或多个传感器。可以将任何适合的传感器并入所述有效载荷中,例如图像捕捉装置(例如,相机)、音频捕捉装置(例如,抛物线麦克风)、红外线成像装置、或紫外线成像装置。所述传感器可以提供静态的感测数据(例如照片)或者动态的感测数据(例如视频)。在一些实施方式中,所述传感器提供针对所述有效载荷的目标的感测数据。备选地或组合地,所述有效载荷可以包括一个或多个发射体,用于将信号提供给一个或多个目标。可以使用任何适合的发射体,例如照度源或声源。在一些实施方式中,所述有效载荷包括一个或多个收发器,例如用于与远离所述可移动物体的模块进行通信。任选地,所述有效载荷可以被配置成与环境或者目标相互作用。例如,所述有效载荷可以包括能够操纵物体的工具、仪器、或机构,例如机械臂。
任选地,所述载荷可以包括载体结构。所述载体结构可以被提供用于所述有效载荷并且所述有效载荷可以经由所述载体结构而直接地(例如,直接接触所述可移动物体)或间接地(例如,不接触所述可移动物体)联接至所述可移动物体。相反,所述有效载荷可以安装在所述可移动物体上而无需载体结构。所述有效载荷可以与所述载体结构一体形成。备选地,所述有效载荷可以是可释放地联接至所述载体结构。在一些实施方式中,所述有效载荷可以包括一个或多个有效载荷元件,并且所述有效载荷元件中的一个或多个有效载荷元件可以如上文描述地是可相对于所述可移动物体和/或所述载体来移动。
所述载体结构可以对有效载荷提供支撑(例如,承载有效载荷的重量的至少一部分)。所述载体结构可以包括能够使有效载荷稳定和/或对有效载荷的移动进行引导的适当安装结构(例如云台平台)。在一些实施方式中,所述载体结构可以适于用于控制有效载荷相对于所述可移动物体的状态(例如,位置和/或朝向)。例如,所述载体结构可以被配置成相对于所述可移动物体进行移动(例如,关于一个、两个、或三个平移度和/或一个、两个、三个旋转度),使得有效载荷维持其相对于适当参照系的位置和/或朝向,而与所述可移动物体的移动无关。所述参照系可以是固定的参照系(例如周围环境)。备选地,所述参照系可以是移动的参照系(例如,所述可移动物体、有效载荷的目标)。
在一些实施方式中,所述载体结构可以被配置成准许有效载荷相对于载体和/或可移动物体移动。所述移动可以是关于高达三个自由度(例如沿着一条、两条或三条轴线)的平移或者关于高达三个自由度(例如沿着一条、两条或三条轴线)的旋转、或者其任何适合的组合。
在一些实施方式中,所述可移动物体、载体结构、和有效载荷相对于固定的参照系(例如,周围环境)和/或相对于彼此的移动可以是由终端来控制。所述终端可以是所述RPD模块的一部分。所述终端可以是在远离所述可移动物体、载体结构、和/或有效载荷的位置处的遥控装置。所述终端可以被布置在或附着至支撑平台上。备选地,所述终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如,所述终端可以包括智能手机、平板计算机、膝上计算机、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风、或其适当组合。所述终端可以包括用户接口,例如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏、或显示器。可以使用任何适合的用户输入来与所述终端进行交互,例如手动输入的命令、语音控制、手势控制、或位置控制(例如,通过所述终端的移动、位置或倾斜度)。
可以用所述终端来控制可移动物体、载体结构、和/或有效载荷的任何适合状态。例如,可以用所述终端来控制所述可移动物体、载体结构、和/或有效载荷相对于固定的参照系的和/或相对于彼此的位置和/或朝向。在一些实施方式中,可以用所述终端来控制所述可移动物体、载体结构、和/或有效载荷的多个独立元件,例如载体的致动组件、有效载荷的传感器、或有效载荷的发射体。所述终端可以包括适于与所述可移动物体、载体、或有效载荷中的一者或多者通信的无线通信装置。
所述终端可以包括用于观看所述可移动物体、载体结构、和/或有效载荷的信息的适合的显示单元。例如,所述终端可以被配置成显示所述可移动物体、载体结构、和/或有效载荷在位置、平移速度、平移加速度、朝向、角速度、角加速度、或其任何适合组合方面的信息。在一些实施方式中,所述终端可以显示所述有效载荷所提供的信息,例如功能性有效载荷所提供的数据(例如,相机或其他图像捕捉装置所记录的图像)。
在一些实施方式中,这项任务可以进一步包括使用所述多个可移动物体使载荷在受限空间内的不同点之间移动。所述受限空间可能是受物理地形和包括建筑物在内的结构所约束。例如,图28展示了根据一些实施方式的、使用多个载体装置来在规则形状的受限空间中受控地移动载荷。图29展示了根据一些实施方式的、使用多个载体装置来在不规则形状的受限空间中受控地移动载荷。可以基于所述载体装置与所述载荷之间的经校正的相对位置来控制所述载荷的移动。
在图28和图29的实施方式中,可以基于以下各项来确定载体装置与载荷之间的经校正的相对位置:(1)载体装置和载荷的估计位置以及(2)所述校正测量值。所述校正测量值可以是基于基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。所述载体装置、载荷、和基站的估计位置可以是从GNSS信号获得。所述基站的已知位置可以是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。所述校正测量值可以是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。载体装置与载荷之间的经校正的相对位置可以是参照所述基站的已知位置来确定。
参见图28,载荷2826可以由附接至多个载体装置2802的支撑机构来支撑。在图29的示例中,载荷2926可以由附接至多个载体装置2902的支撑机构来支撑。所述支撑机构可以包括绳缆、稳定平台、网状物、或能够支撑载荷的任何结构。这项任务可以包括使用载体装置来基于经校正的相对位置2808和2908将载荷从受限空间内的一个点移动至另一个点。所述受限空间可以是由网状物、绳索、杆、梁、或限制载体装置可以在其中移动的空间的任何类型的围挡结构所围起。可以将GPS信号和校正测量信号传输至位于所述受限空间内的载体装置。换句话说,载体装置能够接收来自外部的GPS信号和校正测量信号。相应地,所述围挡结构(例如,网状物、绳索等)可以允许GPS信号和校正测量信号从外部穿过进入所述受限空间中。
在图28的示例中,所述RPD模块可以被配置成用于控制载荷2826在规则形状的空间2828中的移动。所述规则形状的空间可以是对称的,例如立方体。在一些情形下,所述空间的宽度可以在小于5m、6m、7m、8m、9m、或10m的范围内。在其他情形下,所述空间的宽度可以大于10m。
在图29的示例中,所述RPD模块可以被配置成用于控制载荷2926在不规则形状的空间2928中的移动。所述不规则形状的空间可以具有没有任何对称性的无定型形状。
如之前所提到的,RPD模块可以确定多个可移动物体之间的经校正的相对位置以使得所述多个可移动物体能够共同地执行一项任务。所述可移动物体可以包括跟踪装置和/或目标物体。在一些实施方式中,所述任务可以包括使用所述多个可移动物体来在一个区域内收集数据。所述数据可以包括监视数据或地形测绘数据。所述任务可以包括精确农作。精确农作可以包括在一块区域内观察、测量所生长的庄稼的田地间和田地内的变化并对此作出响应。这项任务可以包括使用所述多个可移动物体来进行不同的空中机动(例如,如图22、图23、图24、和图25中所示)。
在一些实施方式中,用户可以能够使用所述RPD模块来远程地控制UAV的定位系统的一个或多个方面。比如,用户可以能够发出可以影响可移动物体在所述定位系统中的移动的命令。所述用户可以能够例如在用户装置上观看可移动物体的估计位置与经校正的位置之间的差异。
相应地,用户可以使用本文所描述的实施方式中的一个或多个实施方式和/或其不同组合来以较高的准确度确定可移动物体的经校正的相对位置和经校正的位置。
在其他实施方式中,可移动物体的定位可以在不需要任何用户输入的情况下发生。例如,可以由一个或多个处理器自动选择各种空间配置。比如,所述RPD模块可以基于可移动物体的经校正的相对位置和经校正的位置来确定可移动物体的最佳路线。
图30展示了根据本发明实施方式的无人飞行器(UAV)3000。所述UAV可以是如本文所描述的可移动物体的示例。UAV 3000可以包括具有四个旋翼3032、3034、3036、和3038的推进系统。可以提供任何数量的旋翼(例如,一个、两个、三个、四个、五个、六个、或更多个)。无人飞行器的旋翼或其他推进系统可以使无人飞行器能够悬停/维持位置、改变朝向、和/或改变位置。相对旋翼的轴之间的距离可以是任何适合的长度3040。例如,长度3040可以小于或等于2m、或小于等于5m。在一些实施方式中,长度3040可以在40cm至7m、70cm至2m、或者5cm至5m的范围内。本文中任何对UAV的描述都可以应用于可移动物体,例如不同类型的可移动物体,并且反之亦然。在一些实施方式中,所述可移动物体可以被配置成用于携带载荷,如之前参考图26、图27、图28、以及图29所描述的。
图31展示了根据多个实施方式的、包括载体3102和有效载荷3104的可移动物体3100。虽然可移动物体3100被描绘为飞行器,但是这样的描述并不旨在进行限制,并且如本文先前所描述的,可以使用任何合适类型的可移动物体。本领域技术人员将认识到,本文中在飞行器系统的背景下所描述的任何实施方式都可以应用于任何适合的可移动物体(例如,UAV)。
在一些情形下,有效载荷3104可以在不需要载体3102的情况下提供在可移动物体3100上。所述可移动物体3100可以包括推进机构3106、感测系统3108、以及通信系统3110。如本文先前所描述,推进机构3106可以包括旋翼、螺旋桨、叶片、发动机、电机、轮子、轮轴、磁体、或喷嘴中的一项或多项。所述可移动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、或四个或更多个推进机构。所述推进机构可以全都是同一类型的。备选地,一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。在一些实施方式中,推进机构3106能够使可移动物体3100能够从表面垂直起飞、或者垂直降落在表面上,而不需要可移动物体3100的任何水平移动(例如,不需要在跑道上滑行)。任选地,推进机构3106可以是可操作来准许可移动物体3100以特定的位置和/或朝向在空中悬停。
例如,可移动物体3100可以具有多个水平朝向的旋翼,所述旋翼可以对所述可移动物体提供升力和/或推力。可以致动所述多个水平朝向的旋翼以对可移动物体3100提供垂直起飞、垂直降落、以及悬停的能力。在一些实施方式中,所述水平朝向的旋翼中的一个或多个旋翼可以按顺时针方向来转动,而水平旋翼中的一个或多个旋翼可以按逆时针方向来转动。例如,顺时针旋翼的数量可以等于逆时针旋翼的数量。所述水平朝向的旋翼各自的旋转速度可以独立地变化以便控制每个旋翼产生的升力和/或推力,并且由此调整可移动物体3100(例如,就高达三个平移度以及高达三个旋转度而言)的空间布局、速度、和/或加速度。
感测系统3108可以包括一个或多个传感器,所述一个或多个传感器可以感测可移动物体3100(例如,就高达三个平移度以及高达三个旋转度而言)的空间布局、速度、和/或加速度。所述一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、接近度传感器、或图像传感器。可以用感测系统3108所提供的感测数据来控制可移动物体3100的空间布局、速度、和/或朝向(例如,使用如下文所描述的适合的处理单元和/或控制模块)。备选地,可以用感测系统3108来提供与所述可移动物体的周围环境相关的数据,例如天气条件、与潜在障碍物的接近度、地理特征的位置、人造结构的位置等等。
通信系统3110能够通过无线信号3116来与具有通信系统3114的终端3112进行通信。在一些实施方式中,所述终端可以包括如本文其他地方所描述的RPD模块。通信系统3110、3114可以包括任何数量的、适合用于无线通信的发射器、接收器、和/或收发器。所述通信可以是单向通信,使得可仅在一个方向上传输数据。例如,单向通信可能仅涉及可移动物体3100将数据传输给终端3112,或反之亦然。所述数据可以是从通信系统3110的一个或多个发射器传输给通信系统3112的一个或多个接收器,或反之亦然。备选地,这种通信也可以是双向通信,使得可以在可移动物体3100与终端3112之间在两个方向上传输数据。双向通信可以涉及将数据从通信系统3110的一个或多个发射器传输给通信系统3114的一个或多个接收器,并且反之亦然。
在一些实施方式中,终端3112可以将控制数据提供给可移动物体3100、载体3102、和有效载荷3104中的一者或多者,并且从可移动物体3100、载体3102、和有效载荷3104中的一者或多者接收信息(例如,所述可移动物体、载体或有效载荷的位置和/或运动信息;所述有效载荷所感测到的数据,例如有效载荷相机所捕捉的图像数据)。在一些实施方式中,可移动物体3100可以被配置成不仅与终端3112而且与另一个远程装置通信,或者不是与终端3112而是与另一个远程装置通信。终端3112也可以被配置成与另一个远程装置以及所述可移动物体3100通信。例如,可移动物体3100和/或终端3112可以与另一个可移动物体、或另一个可移动物体的载体或有效载荷通信。当希望时,所述远程装置可以是第二终端或其他计算装置(例如,计算机、膝上计算机、平板计算机、智能手机、或其他移动装置)。所述远程装置可以被配置成将数据传输给可移动物体3100、接收来自可移动物体3100的数据、将数据传输给终端3112、和/或接收来自终端3112的数据。任选地,所述远程装置可以连接到互联网或其他电信网络,使得从可移动物体3100和/或终端3112接收到的数据可以上传到网站或服务器。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式,但对于本领域技术人员而言显然这样的实施方式只是以举例方式来提供。在不偏离本发明的情况下,本领域技术人员现在可以设想到许多变体、改变和替代。应当理解,在实践本发明的过程中可以采用本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的范围,并且权利要求书涵盖了在权利要求书范围内的方法和结构以及其等效物。

Claims (312)

1.一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,所述方法包括:
获得所述目标物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:所述目标物体的估计位置、所述移动跟踪装置的估计位置、以及校正测量值。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述移动跟踪装置位于载运工具上。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述载运工具是无人飞行器(UAV)。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述目标物体的估计位置是基于在所述目标物体处接收到的全球导航卫星系统(GNSS)信号来确定。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的估计位置是基于在所述移动跟踪装置处接收到的GNSS信号来确定。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述校正测量值是基于基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。
7.如权利要求6所述的方法,其中,所述基站的估计位置是基于在所述基站处接收到的GNSS信号来确定。
8.如权利要求6所述的方法,其中,所述基站的已知位置是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。
9.如权利要求6所述的方法,其中,所述校正测量值是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。
10.如权利要求6所述的方法,其中,所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置是参考所述基站的已知位置来确定。
11.如权利要求1所述的方法,其中,确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置以实现位置目标。
12.如权利要求11所述的方法,其中,所述位置目标包括所述移动跟踪装置与所述目标物体之间的预定距离。
13.如权利要求11所述的方法,其中,所述位置目标包括所述移动跟踪装置相对于所述目标物体的预定姿态。
14.如权利要求11所述的方法,其中,所述位置目标是通过将所述目标物体基本上定位在使用所述移动跟踪装置所捕捉的图像帧的目标区域中来实现。
15.如权利要求14所述的方法,其中,所述图像帧是使用所述移动跟踪装置上的成像装置来捕捉。
16.如权利要求14所述的方法,其中,所述目标区域是所述图像帧的中央区域。
17.如权利要求14所述的方法,其中,所述目标区域是所述图像帧的边缘区域。
18.如权利要求1所述的方法,进一步包括多个移动跟踪装置,其中,所述多个移动跟踪装置相对于彼此的位置是基于以下各项来确定:所述移动跟踪装置的估计位置以及所述校正测量值。
19.如权利要求18所述的方法,其中,确定所述多个移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置以预定的形式相对于彼此移动。
20.如权利要求19所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置遵循多条预定轨迹。
21.如权利要求19所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置遵循相对于所述目标物体限定的多条预定轨迹。
22.如权利要求19所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置以预定的形式相对于所述目标物体移动。
23.一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备,所述设备包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:
获得所述目标物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:所述目标物体的估计位置、所述移动跟踪装置的估计位置、以及校正测量值。
24.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,所述方法包括:
获得所述目标物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:所述目标物体的估计位置、所述移动跟踪装置的估计位置、以及校正测量值。
25.一种移动跟踪系统,所述移动跟踪系统包括:
移动跟踪装置;以及
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于基于以下各项来确定目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置:所述目标物体的估计位置、所述移动跟踪装置的估计位置、以及校正测量值。
26.一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备,所述设备包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:
基于在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于校正测量值来获得所述目标物体的经校正的位置;
基于在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及
基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
27.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置是与一个或多个致动器相关联。
28.如权利要求27所述的设备,其中,所述跟踪装置位于载运工具上。
29.如权利要求28所述的设备,其中,所述一个或多个致动器被配置成引起所述载运工具的移动或所述跟踪装置相对于所述载运工具的移动。
30.如权利要求28所述的设备,其中,所述载运工具是无人飞行器(UAV)。
31.如权利要求26所述的设备,其中,所述目标物体上的接收器是全球导航卫星系统(GNSS)接收器。
32.如权利要求31所述的设备,其中,所述目标物体上的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
33.如权利要求32所述的设备,其中,所述目标物体的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
34.如权利要求32所述的设备,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
35.如权利要求32所述的设备,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
36.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置上的接收器是GNSS接收器。
37.如权利要求36所述的设备,其中,所述跟踪装置上的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
38.如权利要求37所述的设备,其中,所述跟踪装置的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
39.如权利要求37所述的设备,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
40.如权利要求37所述的设备,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
41.如权利要求26所述的设备,其中,所述校正测量值是在具有已知位置的基站处产生。
42.如权利要求41所述的设备,其中,所述基站是静止的。
43.如权利要求41所述的设备,其中,所述基站是可移动的。
44.如权利要求41所述的设备,其中,所述已知位置是以厘米级以内的精度来提供。
45.如权利要求41所述的设备,其中,所述基站处的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
46.如权利要求45所述的设备,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
47.如权利要求45所述的设备,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
48.如权利要求45所述的设备,其中,所述基站的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
49.如权利要求48所述的设备,其中,所述校正测量值是基于所述基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。
50.如权利要求49所述的设备,其中,所述校正测量值是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。
51.如权利要求48所述的设备,其中,所述校正测量值是基于差分GNSS技术。
52.如权利要求51所述的设备,其中,将所述校正测量值转换成所述所接收到的GNSS信号的GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值。
53.如权利要求52所述的设备,其中,所述校正测量值是通过对所述GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值进行实时动态(RTK)计算来产生。
54.如权利要求53所述的设备,其中,所述RTK计算包括确定GNSS载波相位模糊度。
55.如权利要求51所述的设备,其中,所述校正测量值被包括在RTK校正信号中。
56.如权利要求55所述的设备,其中,所述RTK校正信号是基于海事服务无线电技术委员会(RTCM)标准。
57.如权利要求55所述的设备,其中,所述RTK校正信号是基本上在同一时刻传输给所述目标物体和所述跟踪装置。
58.如权利要求55所述的设备,其中,所述RTK校正信号是实时地传输给所述目标物体和所述跟踪装置。
59.如权利要求55所述的设备,其中,所述RTK校正信号是使用移动数据协议来传输给所述目标物体和所述跟踪装置。
60.如权利要求59所述的设备,其中,所述移动数据协议包括通用分组无线电服务(GPRS)、GSM、增强的数据GSM环境(EDGE)、3G、4G、或长期演进(LTE)协议。
61.如权利要求41所述的设备,其中,所述基站的已知位置是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。
62.如权利要求41所述的设备,其中,所述目标物体的经校正的位置是相对于所述基站的已知位置来确定。
63.如权利要求41所述的设备,其中,所述跟踪装置的经校正的位置是相对于所述基站的已知位置来确定。
64.如权利要求41所述的设备,其中,所述跟踪装置和所述目标物体位于距所述基站约20km的范围内。
65.如权利要求41所述的设备,其中,所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述跟踪装置、所述目标物体、或所述基站中的至少一者正处于运动中时确定的。
66.如权利要求65所述的设备,其中,所述目标物体是可移动的。
67.如权利要求66所述的设备,其中,所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述目标物体正处于运动中时确定的。
68.如权利要求65所述的设备,其中,所述跟踪装置是可移动的。
69.如权利要求68所述的设备,其中,所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述跟踪装置正处于运动中时确定的。
70.如权利要求65所述的设备,其中,所述基站是静止的。
71.如权利要求70所述的设备,其中,所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述基站静止时确定的。
72.如权利要求65所述的设备,其中,所述基站是可移动的。
73.如权利要求72所述的设备,其中,所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述基站正处于运动中时确定的。
74.如权利要求26所述的设备,其中,所述设备进一步被配置成接收在具有不同已知位置的多个基站处产生的多个校正测量值。
75.如权利要求74所述的设备,其中,相邻基站之间的距离是在约30km至约35km的范围内。
76.如权利要求74所述的设备,其中,所述多个基站一起连接成网络。
77.如权利要求76所述的设备,其中,所述网络是实时动态技术(RTK)网络。
78.如权利要求76所述的设备,其中,所述网络是使用广域实时动态技术(WARTK)来配置。
79.如权利要求74所述的设备,其中,所述目标物体的经校正的位置是基于所述多个校正测量值来确定。
80.如权利要求74所述的设备,其中,所述跟踪装置的经校正的位置是基于所述多个校正测量值来确定。
81.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置与所述目标物体之间的位置目标是通过调整所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的移动特征来实现。
82.如权利要求81所述的设备,其中,所述跟踪装置的移动特征包括所述跟踪装置的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。
83.如权利要求81所述的设备,其中,所述目标物体的移动特征包括所述目标物体的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。
84.如权利要求81所述的设备,其中,调整所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的移动特征,使得所述跟踪装置的移动特征基本上与所述目标物体的移动特征相同。
85.如权利要求84所述的设备,其中,所述跟踪装置的移动特征是所述跟踪装置的速度并且所述目标物体的移动特征是所述目标物体的速度。
86.如权利要求84所述的设备,其中,所述跟踪装置的移动特征是所述跟踪装置的加速度并且所述目标物体的移动特征是所述目标物体的加速度。
87.如权利要求26所述的设备,其中,所述位置目标包括所述跟踪装置与所述目标物体之间的预定距离。
88.如权利要求87所述的设备,其中,所述预定距离包括所述跟踪装置与所述目标物体之间的垂直距离、以及所述跟踪装置与所述目标物体之间的水平距离。
89.如权利要求88所述的设备,其中,所述垂直距离是不依赖于气压计来确定。
90.如权利要求88所述的设备,其中,所述水平距离是以2厘米以内的准确度来确定。
91.如权利要求88所述的设备,其中,所述垂直距离是以3厘米以内的准确度确定。
92.如权利要求88所述的设备,其中,所述设备进一步被配置成基于所述跟踪装置的经校正的位置和所述目标物体的经校正的位置来控制所述跟踪装置的海拔。
93.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置是由可移动设备支撑。
94.如权利要求93所述的设备,其中,所述可移动设备是无人飞行器。
95.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置是由静止设备支撑。
96.如权利要求26所述的设备,其中,所述跟踪装置包括成像装置,所述成像装置被配置成在一段时间内捕捉多个图像帧。
97.如权利要求96所述的设备,其中,所述跟踪装置包括用于所述成像装置的载体,所述载体准许所述成像装置相对于支撑结构来移动。
98.如权利要求96所述的设备,其中,所述成像装置是光学相机。
99.如权利要求96所述的设备,其中,所述成像装置是热成像装置。
100.如权利要求96所述的设备,其中,所述多个图像帧是在所述目标物体或所述跟踪装置中的至少一者正处于运动中时捕捉到的。
101.如权利要求96所述的设备,其中,所述位置目标是通过将所述目标物体基本上定位在每个图像帧的目标区域中来实现。
102.如权利要求101所述的设备,其中,所述目标区域是各图像帧的中央区域。
103.如权利要求101所述的设备,其中,所述目标区域是各图像帧的边缘区域。
104.如权利要求96所述的设备,其中,所述设备进一步被配置成通过将所述多个图像帧相互进行比较来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
105.如权利要求26所述的设备,其中,所述设备进一步包括多个跟踪装置,其中所述多个跟踪装置的经校正的位置是基于在各跟踪装置上的接收器处所接收到的各跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值而获得。
106.如权利要求105所述的设备,其中,基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
107.如权利要求106所述的设备,其中,确定所述跟踪装置的位置,使得所述跟踪装置以预定的形式相对于彼此移动。
108.如权利要求107所述的设备,其中,确定所述跟踪装置的位置,使得所述跟踪装置遵循多条预定轨迹。
109.如权利要求106所述的设备,其中,确定所述跟踪装置的位置,使得所述跟踪装置以预定的形式相对于所述目标物体来移动。
110.如权利要求109所述的设备,其中,确定所述跟踪装置的位置,使得所述跟踪装置遵循相对于所述目标物体限定的多条预定轨迹。
111.一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,其中,所述方法包括:
基于在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于校正测量值来获得所述目标物体的经校正的位置;
基于在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及
基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
112.如权利要求111所述的方法,其中,所述方法是使用如权利要求26所述的设备来执行。
113.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,所述方法包括:
基于在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于校正测量值来确定所述目标物体的经校正的位置;
基于在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值来获得所述跟踪装置的经校正的位置;以及
基于所述目标物体的经校正的位置和所述跟踪装置的经校正的位置来确定所述跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标。
114.如权利要求113所述的方法,其中,所述方法是使用如权利要求26所述的设备来执行。
115.一种跟踪系统,包括:
跟踪装置;以及
一个或多个致动器,所述一个或多个致动器被配置成实现移动来基于所述跟踪装置的经校正的位置和目标物体的经校正的位置确定所述跟踪装置的位置,以便将所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现位置目标,
其中,所述目标物体的所述经校正的位置是基于在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于校正测量值,并且
其中,所述跟踪装置的经校正的位置是基于在所述跟踪装置上的接收器处接收到的所述跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值。
116.如权利要求115所述的跟踪系统,其中,所述跟踪系统位于载运工具上。
117.如权利要求116所述的跟踪系统,其中,所述一个或多个致动器被配置成引起所述载运工具的移动或所述跟踪装置相对于所述载运工具的移动以便确定所述跟踪装置的位置。
118.如权利要求116所述的跟踪系统,其中,所述载运工具是无人飞行器(UAV)。
119.如权利要求116所述的跟踪系统,其中,所述跟踪系统包括如权利要求26所述的设备。
120.一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,所述方法包括:
以五厘米以内的准确度获得所述目标物体的实时位置;
以五厘米以内的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及
基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以十厘米以内的容差等级实现位置目标。
121.如权利要求121所述的方法,其中,所述移动跟踪装置是与一个或多个致动器相关联。
122.如权利要求121所述的方法,其中,所述移动跟踪装置位于载运工具上。
123.如权利要求122所述的方法,其中,所述一个或多个致动器被配置成引起所述载运工具的移动或所述移动跟踪装置相对于所述载运工具的移动。
124.如权利要求124所述的方法,其中,所述载运工具是无人飞行器。
125.如权利要求120所述的方法,其中,所述目标物体的实时位置基本上是与所述目标物体的经校正的位置相同,并且所述移动跟踪装置的实时位置基本上是与所述移动跟踪装置的经校正的位置相同。
126.如权利要求125所述的方法,其中,所述目标物体的经校正的位置是基于在所述目标物体上的接收器处接收到的所述目标物体的估计位置并且基于校正测量值来确定;并且,所述移动跟踪装置的经校正的位置是基于在所述移动跟踪装置上的接收器处接收到的所述移动跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值来确定。
127.如权利要求126所述的方法,其中,所述目标物体上的接收器是全球导航卫星系统(GNSS)接收器。
128.如权利要求127所述的方法,其中,所述目标物体上的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
129.如权利要求128所述的方法,其中,所述目标物体的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
130.如权利要求128所述的方法,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
131.如权利要求128所述的方法,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
132.如权利要求126所述的方法,其中,所述移动跟踪装置上的接收器是GNSS接收器。
133.如权利要求132所述的方法,其中,所述移动跟踪装置上的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
134.如权利要求133所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
135.如权利要求133所述的方法,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
136.如权利要求133所述的方法,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
137.如权利要求126所述的方法,其中,所述校正测量值是在具有已知位置的基站处产生。
138.如权利要求137所述的方法,其中,所述基站是静止的。
139.如权利要求137所述的方法,其中,所述基站是可移动的。
140.如权利要求137所述的方法,其中,所述已知位置是以厘米级以内的精度来提供。
141.如权利要求137所述的方法,其中,所述基站处的GNSS接收器被配置成接收来自多个卫星的GNSS信号。
142.如权利要求141所述的方法,其中,所述多个卫星被配置成用于围绕地球按轨道运动。
143.如权利要求141所述的方法,其中,一个或多个所述卫星是静止的并且固定在太空中的多个点处。
144.如权利要求141所述的方法,其中,所述基站的估计位置是基于所述所接收到的GNSS信号来确定。
145.如权利要求126所述的方法,其中,所述校正测量值是基于所述基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。
146.如权利要求145所述的方法,其中,所述校正测量值是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。
147.如权利要求126所述的方法,其中,所述校正测量值是基于差分GNSS技术。
148.如权利要求147所述的方法,其中,将所述校正测量值转换成所述所接收的GNSS信号的GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值。
149.如权利要求148所述的方法,其中,所述校正测量值是通过对所述GNSS载波相位测量值和/或伪距测量值进行实时动态技术(RTK)计算来产生。
150.如权利要求149所述的方法,其中,所述RTK计算包括确定GNSS载波相位模糊度。
151.如权利要求147所述的方法,其中,所述校正测量值被包括在RTK校正信号中。
152.如权利要求151所述的方法,其中,所述RTK校正信号是基于海事服务无线电技术委员会(RTCM)标准。
153.如权利要求151所述的方法,其中,所述RTK校正信号是基本上在同一时刻传输给所述目标物体和所述移动跟踪装置。
154.如权利要求151所述的方法,其中,所述RTK校正信号是实时地传输给所述目标物体和所述移动跟踪装置。
155.如权利要求151所述的方法,其中,所述RTK校正信号是使用移动数据协议来传输给所述目标物体和所述移动跟踪装置。
156.如权利要求155所述的方法,其中,所述移动数据协议包括通用分组无线电服务(GPRS)、GSM、增强的数据GSM环境(EDGE)、3G、4G、或长期演进(LTE)协议。
157.如权利要求137所述的方法,其中,所述基站的已知位置是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。
158.如权利要求137所述的方法,其中,所述目标物体的经校正的位置是相对于所述基站的已知位置来确定。
159.如权利要求137所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的经校正的位置是相对于所述基站的已知位置来确定。
160.如权利要求137所述的方法,其中,所述移动跟踪装置和所述目标物体位于距所述基站约20km的范围内。
161.如权利要求137所述的方法,其中,所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述移动跟踪装置、所述目标物体、或所述基站中的至少一者正处于运动中时确定的。
162.如权利要求161所述的方法,其中,所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述目标物体正处于运动中时确定的。
163.如权利要求161所述的方法,其中,所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述移动跟踪装置正处于运动中时确定的。
164.如权利要求161所述的方法,其中,所述基站是静止的。
165.如权利要求164所述的方法,其中,所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述基站处于静止时确定的。
166.如权利要求161所述的方法,其中,所述基站是可移动的。
167.如权利要求166所述的方法,其中,所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置是在所述基站正处于运动中时确定的。
168.如权利要求126所述的方法,进一步包括:接收在具有不同已知位置的多个基站处产生的多个校正测量值。
169.如权利要求168所述的方法,其中,相邻基站之间的距离是在约30km至约35km的范围内。
170.如权利要求168所述的方法,其中,所述多个基站一起连接成网络。
171.如权利要求170所述的方法,其中,所述网络是实时动态技术(RTK)网络。
172.如权利要求170所述的方法,其中,所述网络是使用广域实时动态技术(WARTK)来配置。
173.如权利要求168所述的方法,其中,所述目标物体的经校正的位置是基于所述多个校正测量值来确定。
174.如权利要求168所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的经校正的位置是基于所述多个校正测量值来确定。
175.如权利要求126所述的方法,其中,所述移动跟踪装置与所述目标物体之间的位置目标是通过调整所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的移动特征来实现。
176.如权利要求175所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的移动特征包括所述移动跟踪装置的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。
177.如权利要求175所述的方法,其中,所述目标物体的移动特征包括所述目标物体的姿态、瞬时位置、速度、或加速度中的至少一项。
178.如权利要求175所述的方法,其中,调整所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的移动特征,使得所述移动跟踪装置的移动特征基本上与所述目标物体的移动特征相同。
179.如权利要求178所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的移动特征是所述移动跟踪装置的速度并且所述目标物体的移动特征是所述目标物体的速度。
180.如权利要求178所述的方法,其中,所述移动跟踪装置的移动特征是所述移动跟踪装置的加速度并且所述目标物体的移动特征是所述目标物体的加速度。
181.如权利要求126所述的方法,其中,所述位置目标包括所述移动跟踪装置与所述目标物体之间的预定距离。
182.如权利要求181所述的方法,其中,所述预定距离包括所述移动跟踪装置与所述目标物体之间的垂直距离、以及所述移动跟踪装置与所述目标物体之间的水平距离。
183.如权利要求182所述的方法,其中,所述垂直距离是不依赖于气压计来确定。
184.如权利要求182所述的方法,其中,所述水平距离是以5厘米以内的准确度确定。
185.如权利要求182所述的方法,其中,所述垂直距离是以5厘米以内的准确度来确定。
186.如权利要求182所述的方法,进一步包括:基于所述移动跟踪装置的经校正的位置和所述目标物体的经校正的位置来控制所述移动跟踪装置的海拔。
187.如权利要求126所述的方法,其中,所述移动跟踪装置是由可移动设备来支撑。
188.如权利要求187所述的方法,其中,所述可移动设备是无人飞行器。
189.如权利要求126所述的方法,其中,所述移动跟踪装置是由静止设备来支撑。
190.如权利要求126所述的方法,其中,所述移动跟踪装置包括成像装置,所述成像装置被配置成在一段时间内捕捉多个图像帧。
191.如权利要求190所述的方法,其中,所述移动跟踪装置包括用于所述成像装置的载体,所述载体准许所述成像装置相对于支撑结构来移动。
192.如权利要求190所述的方法,其中,所述成像装置是光学相机。
193.如权利要求190所述的方法,其中,所述成像装置是热成像装置。
194.如权利要求190所述的方法,其中,所述多个图像帧是在所述目标物体或所述移动跟踪装置中的至少一者正处于运动中时捕捉到的。
195.如权利要求190所述的方法,其中,所述位置目标是通过将所述目标物体基本上定位在每个图像帧的目标区域中来实现。
196.如权利要求195所述的方法,其中,所述目标区域是各图像帧的中央区域。
197.如权利要求195所述的方法,其中,所述目标区域是各图像帧的边缘区域。
198.如权利要求190所述的方法,进一步包括:通过将所述多个图像帧相互进行比较来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述移动跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
199.如权利要求126所述的方法,进一步包括多个移动跟踪装置,其中,所述多个移动跟踪装置的经校正的位置是基于在各移动跟踪装置上的接收器处所接收到的各移动跟踪装置的估计位置并且基于所述校正测量值而获得。
200.如权利要求199所述的方法,其中,基于所述目标物体的经校正的位置和所述移动跟踪装置的经校正的位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体的位置,使得所述移动跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来实现所述位置目标。
201.如权利要求200所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置以预定的形式相对于彼此移动。
202.如权利要求201所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置遵循多条预定轨迹。
203.如权利要求200所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置以预定的形式相对于所述目标物体移动。
204.如权利要求203所述的方法,其中,确定所述移动跟踪装置的位置,使得所述移动跟踪装置遵循相对于所述目标物体限定的多条预定轨迹。
205.一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的设备,所述设备包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:
以5厘米以内的准确度获得所述目标物体的实时位置;
以5厘米以内的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及
基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以10cm以内的容差等级实现位置目标。
206.如权利要求205所述的设备,其中,所述设备被配置成用于执行如权利要求120所述的方法。
207.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将至少一个移动跟踪装置相对于至少一个目标物体进行定位的方法,所述方法包括:
以5厘米以内的准确度获得所述目标物体的实时位置;
以5厘米以内的准确度获得所述移动跟踪装置的实时位置;以及
基于所述目标物体的实时位置和所述移动跟踪装置的实时位置来确定所述移动跟踪装置或所述目标物体中的至少一者的位置,使得所述目标物体和所述移动跟踪装置相对于彼此定位来以10cm以内的容差等级实现位置目标。
208.如权利要求207所述的方法,进一步包括如权利要求120所述的方法。
209.一种载运工具,所述载运工具包括:
跟踪装置;以及
一个或多个致动器,所述一个或多个致动器被配置成实现移动来基于所述跟踪装置的实时位置和目标物体的实时位置来确定所述跟踪装置的位置,以便将所述跟踪装置和所述目标物体相对于彼此定位来以10厘米以内的等级实现位置目标,
其中,所述目标物体的实时位置是以5厘米以内的准确度获得的,并且
其中,所述跟踪装置的实时位置是以5厘米以内的准确度获得的。
210.如权利要求209所述的载运工具,其中,所述一个或多个致动器被配置成引起所述载运工具的移动或所述跟踪装置相对于所述载运工具的移动以便确定所述跟踪装置的位置。
211.如权利要求210所述的载运工具,其中,所述载运工具是无人飞行器。
212.如权利要求210所述的载运工具,其中,所述载运工具进一步包括权利要求205所述的设备。
213.一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的方法,所述方法包括:
获得各个可移动物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:各个可移动物体的估计位置和校正测量值。
214.如权利要求213所述的方法,其中,所述多个可移动物体包括至少一个移动跟踪装置以及至少一个目标物体。
215.如权利要求213所述的方法,其中,所述多个可移动物体包括多个无人飞行器(UAV)。
216.如权利要求213所述的方法,其中,各可移动物体的估计位置是基于在各可移动物体处接收到的全球导航卫星系统(GNSS)信号来确定。
217.如权利要求213所述的方法,其中,所述校正测量值是基于基站的估计位置和所述基站的已知位置来产生。
218.如权利要求217所述的方法,其中,所述基站的估计位置是基于在所述基站处接收到的GNSS信号来确定。
219.如权利要求217所述的方法,其中,所述基站的已知位置是具有一组已知的全球空间坐标的、准确观测出的位置。
220.如权利要求217所述的方法,其中,所述校正测量值是所述基站的估计位置与所述基站的已知位置之间的差异。
221.如权利要求217所述的方法,其中,所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置是参考所述基站的已知位置来确定的。
222.如权利要求213所述的方法,其中,确定所述多个可移动物体之间的相对位置以实现所述多个可移动物体之间的位置目标。
223.如权利要求222所述的方法,其中,所述位置目标包括所述多个可移动物体之间的预定距离。
224.如权利要求222所述的方法,其中,所述位置目标包括所述多个可移动物体相对于彼此的预定姿态和/或朝向。
225.如权利要求213所述的方法,其中,确定所述多个可移动物体之间的相对位置,使得所述可移动物体以预定的形式来移动。
226.如权利要求225所述的方法,其中,所述可移动物体相对于彼此以所述预定的形式对齐。
227.如权利要求225所述的方法,其中,所述多个可移动物体在以所述预定的形式进行移动时遵循多条预定轨迹。
228.如权利要求227所述的方法,其中,所述多条预定轨迹包括多个空间点。
229.如权利要求228所述的方法,其中,各空间点具有一组已知的全球空间坐标。
230.如权利要求228所述的方法,其中,所述多个可移动物体基本上在同一时刻行进经过所述多个相应的空间点。
231.如权利要求228所述的方法,其中,所述多个可移动物体在不同时刻行进经过所述多个相应的空间点。
232.如权利要求225所述的方法,其中,所述多个可移动物体依次行进经过同一空间点。
233.如权利要求232所述的方法,其中,所述空间点具有一组已知的全球空间坐标。
234.如权利要求232所述的方法,其中,所述多个可移动物体以预定频率依次行进经过所述空间点。
235.如权利要求232所述的方法,其中,所述多个可移动物体以相邻的可移动物体之间的预定时间间隔依次行进经过所述空间点。
236.如权利要求235所述的方法,其中,所述多个可移动物体至少包括在第一时刻行进经过所述空间点的第一可移动物体以及在第二时刻行进经过所述空间点的第二可移动物体。
237.如权利要求236所述的方法,其中,所述第二时刻是在所述第一时刻之后出现的时间点。
238.如权利要求236所述的方法,其中,所述第一可移动物体与所述第二可移动物体之间的预定时间间隔是通过预定公式来确定。
239.如权利要求236所述的方法,其中,所述多个可移动物体进一步包括在第三时刻行进经过所述空间点的第三可移动物体。
240.如权利要求239所述的方法,其中,所述第三时刻是在所述第二时刻之后出现的时间点。
241.如权利要求239所述的方法,其中,所述第二可移动物体与所述第三可移动物体之间的预定时间间隔是通过预定公式来确定。
242.如权利要求241所述的方法,其中,相邻可移动物体之间的预定时间间隔是基本上相同的。
243.如权利要求241所述的方法,其中,相邻可移动物体之间的预定时间间隔是基本上不同的。
244.如权利要求243所述的方法,其中,所述第一可移动物体与所述第二可移动物体之间的预定时间间隔小于所述第二可移动物体与所述第三可移动物体之间的预定时间间隔。
245.如权利要求243所述的方法,其中,所述第一可移动物体与所述第二可移动物体之间的预定时间间隔大于所述第二可移动物体与所述第三可移动物体之间的预定时间间隔。
246.如权利要求225所述的方法,其中,当所述多个可移动物体包括多个移动跟踪装置以及至少一个目标物体时,确定所述多个可移动物体之间的相对位置,使得所述多个移动跟踪装置以所述预定的形式相对于所述目标物体移动。
247.如权利要求246所述的方法,其中,所述多个移动跟踪装置遵循相对于所述目标物体限定的多条预定轨迹。
248.如权利要求213所述的方法,其中,确定所述多个可移动物体之间的相对位置以使得所述多个可移动物体能够共同地执行任务。
249.如权利要求248所述的方法,其中,所述任务包括使用所述多个可移动物体来移动有效载荷。
250.如权利要求249所述的方法,其中,所述有效载荷是通过从所述多个可移动物体延伸的缆绳来支撑。
251.如权利要求249所述的方法,其中,所述有效载荷被布置在所述多个可移动物体所携带的支撑结构中。
252.如权利要求249所述的方法,其中,所述有效载荷是通过所述多个可移动物体所携带的网状物来支撑。
253.如权利要求249所述的方法,其中,所述有效载荷包括具有规则形状或不规则形状的机器部件。
254.如权利要求249所述的方法,其中,所述任务进一步包括使用所述多个可移动物体使所述有效载荷在受限空间内的不同点之间移动。
255.如权利要求254所述的方法,其中,所述受限空间是受到了物理地形和/或包括建筑物在内的结构所约束。
256.如权利要求248所述的方法,其中,所述任务包括使用所述多个可移动物体来在区域内收集数据。
257.如权利要求256所述的方法,其中,所述数据包括监视数据。
258.如权利要求256所述的方法,其中,所述数据包括地形测绘数据。
259.如权利要求248所述的方法,其中,所述任务包括精确农作。
260.如权利要求259所述的方法,其中,所述精确农作包括在区域内观察、测量所生长的庄稼的田地间和田地内的变化并对此作出响应。
261.如权利要求248所述的方法,其中,所述任务包括使用所述多个可移动物体来进行不同的空中机动。
262.如权利要求213所述的方法,其中,所述多个可移动物体中的至少一个可移动物体包括成像装置,所述成像装置被配置成在一段时间内捕捉多个图像帧。
263.如权利要求262所述的方法,其中,所述成像装置是光学相机。
264.如权利要求262所述的方法,其中,所述成像装置是热成像装置。
265.如权利要求262所述的方法,其中,所述多个图像帧是在所述多个可移动物体中的至少一个可移动物体正处于运动中时捕捉到的。
266.如权利要求262所述的方法,其中,通过对所述多个图像帧进行相互比较来确定所述多个可移动物体之间的相对位置以实现所述多个可移动物体之间的位置目标。
267.如权利要求266所述的方法,其中,所述位置目标是通过将所述多个可移动物体中的至少一个可移动物体基本上定位在每个图像帧的目标区域中来实现的。
268.如权利要求267所述的方法,其中,所述目标区域是各图像帧的中央区域。
269.如权利要求267所述的方法,其中,所述目标区域是各图像帧的边缘区域。
270.如权利要求213所述的方法,其中,使用中继或对等协议来在所述多个可移动物体之间传递定位信息。
271.一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的设备,所述设备包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于:
获得各个可移动物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:各个可移动物体的估计位置和校正测量值。
272.如权利要求271所述的设备,其中,所述设备被配置成用于执行如权利要求213所述的方法。
273.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在被执行时致使计算机执行一种用于将多个可移动物体相对于彼此进行定位的方法,所述方法包括:
获得各个可移动物体的估计位置;以及
基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:各个可移动物体的估计位置和校正测量值。
274.如权利要求273所述的方法,其中,所述方法包括如权利要求213所述的方法。
275.一种移动系统,所述移动系统包括:
多个可移动物体;以及
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于基于以下各项来确定所述多个可移动物体之间的相对位置:各个可移动物体的估计位置和校正测量值。
276.如权利要求275所述的系统,进一步包括如权利要求271所述的设备。
277.一种跟踪系统,所述跟踪系统包括:
定位模块,所述定位模块包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于接收来自基站的校正测量值、来自跟踪装置的第一信号、以及来自目标物体的第二信号,
其中所述第一信号包括关于所述跟踪装置的估计位置的信息,并且所述第二信号包括关于所述目标物体的估计位置的信息,并且
其中,所述定位模块进一步被配置成用于基于以下各项来确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置:所述跟踪装置的估计位置、所述目标物体的估计位置、以及所述校正测量值。
278.如权利要求277所述的跟踪系统,其中,所述定位模块被定位成远离所述基站、所述跟踪装置、和所述目标物体。
279.一种跟踪系统,所述跟踪系统包括:
定位模块,所述定位模块包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于接收来自基站的校正测量值和来自目标物体的信号,
其中,所述信号包括关于所述目标物体的估计位置的信息,并且
其中,所述定位模块进一步被配置成基于以下各项来确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置:所述跟踪装置的估计位置、所述目标物体的估计位置、以及所述校正测量值。
280.如权利要求279所述的跟踪系统,其中,所述定位模块位于所述跟踪装置上并且被配置成用于接收或产生所述跟踪装置的估计位置。
281.一种跟踪系统,所述跟踪系统包括:
定位模块,所述定位模块包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于接收来自跟踪装置的第一信号和来自目标物体的第二信号,
其中所述第一信号包括关于所述跟踪装置的估计位置的信息,并且所述第二信号包括关于所述目标物体的估计位置的信息,并且
其中,所述定位模块进一步被配置成用于基于以下各项来确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置:所述跟踪装置的估计位置、所述目标物体的估计位置、以及校正测量值。
282.如权利要求281所述的跟踪系统,其中,所述定位模块位于基站处并且被配置成用于从所述基站接收所述校正测量值或产生所述校正测量值。
283.一种跟踪系统,所述跟踪系统包括:
定位模块,所述定位模块包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被单独地或共同地配置成用于接收来自基站的校正测量值和来自跟踪装置的信号,
其中所述信号包括关于所述跟踪装置的估计位置的信息,并且
其中,所述定位模块进一步被配置成用于基于以下各项来确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置:所述跟踪装置的估计位置、所述目标物体的估计位置、以及所述校正测量值。
284.如权利要求283所述的跟踪系统,其中,所述定位模块位于所述目标物体上并且被配置成用于接收或产生所述目标物体的估计位置。
285.如权利要求277、279、281、和283中任一项所述的跟踪系统,其中,所述定位模块被配置成用于在所述跟踪装置正跟踪所述目标物体时确定所述跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置。
286.如权利要求285所述的跟踪系统,其中,所述相对位置是在所述目标物体在具有多个不同标高的变化地形内穿行时确定的。
287.如权利要求285所述的跟踪系统,其中,所述相对位置是被确定为所述跟踪装置相对于所述目标物体的距离和朝向。
288.如权利要求285所述的跟踪系统,其中,确定所述目标物体与所述移动跟踪装置之间的相对位置来实现位置目标。
289.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标包括将所述跟踪装置定位在所述目标物体的指定距离内。
290.如权利要求289所述的跟踪系统,其中,所述指定距离包括总量值、水平量值、和/或垂直量值。
291.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标包括将所述跟踪装置定位在离所述目标物体最小相隔距离处。
292.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标包括所述跟踪装置与所述目标物体之间的预定空间布局。
293.如权利要求292所述的跟踪系统,其中,所述跟踪装置被布置在相对于所述目标物体的特定位置中。
294.如权利要求292所述的跟踪系统,其中,所述位置包括仅横向朝向、仅海拔朝向、或横向和海拔朝向两者。
295.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标仅包括空间布局方面、仅包括朝向方面、或包括空间布局和朝向布局两方面。
296.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标包括相对于目标物体的预定飞行模式。
297.如权利要求296所述的跟踪系统,其中,所述预定飞行模式包括所述跟踪装置按预定速度环绕所述目标物体转圈、或所述跟踪装置相对于所述目标物体以曲折形图案飞行。
298.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标涉及使用所述跟踪装置上的成像装置来捕捉图像帧。
299.如权利要求298所述的跟踪系统,其中,所述位置目标涉及将所述目标物体定位在所述图像帧中的预定区域中。
300.如权利要求298所述的跟踪系统,其中,所述位置目标涉及控制所述目标物体在所述图像帧中的放大量。
301.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标涉及所述跟踪装置对输入做出响应而跟踪所述目标物体的速度。
302.如权利要求301所述的跟踪系统,其中,所述位置目标是在预定的时间段内实现的。
303.如权利要求288所述的跟踪系统,其中,所述位置目标是通过以所述跟踪装置对所述目标物体进行自动跟踪来实现的。
304.如权利要求277、279、281、和283中的任一项所述的跟踪系统,进一步包括:
多个跟踪装置,所述多个跟踪装置被配置成基于各跟踪装置与所述目标物体之间的相对位置来同时跟踪所述目标物体。
305.如权利要求304所述的跟踪系统,其中,所述多个跟踪装置被配置成在所述跟踪装置和目标物体的空间配置改变时动态地跟踪所述目标物体。
306.如权利要求304所述的跟踪系统,其中,所述多个跟踪装置位于不同的垂直标高处。
307.如权利要求304所述的跟踪系统,其中,使用对等协议来在所述多个跟踪装置之间传递定位信息。
308.如权利要求307所述的跟踪系统,其中,所述对等协议是用于在所述多个跟踪装置之间划分任务或工作量的分布式应用架构。
309.如权利要求307所述的跟踪系统,其中,所述定位信息是在所述多个跟踪装置之间实时地进行传递。
310.如权利要求307所述的跟踪系统,其中,各跟踪装置被配置成用于从其他跟踪装置接收所述目标物体的实时位置信息。
311.如权利要求310所述的跟踪系统,其中,各跟踪装置被配置成用其他跟踪装置的位置来校正其自身的位置。
312.如权利要求307所述的跟踪系统,其中,所述对等协议被配置成用于将所述多个跟踪装置连接成网状网络。
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