CN108536156A - 目标跟踪系统和目标跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种目标跟踪系统和目标跟踪方法，属于自动跟踪技术领域。本发明实施例提供的目标跟踪系统和目标跟踪方法，航行器和控制终端通信连接，航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端；控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器；航行器根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动，可以自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工遥控出错的可能性。

Description

目标跟踪系统和目标跟踪方法

技术领域

本发明涉及自动跟踪技术领域，具体而言，涉及一种目标跟踪系统和目标跟踪方法。

背景技术

目前使用的水下机器人，通常是操作员在水面上通过手柄进行远程操作。这种操作方式需要操作员通过安装在水下机器人机体上的摄像头进行观测，远程遥控水下机器人对目标进行跟踪。该方法操作单调、耗时，且由于水下光照不均匀，更增加了操作员辨识的难度，容易造成操作员的疲劳，因此容易出错。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种目标跟踪系统和目标跟踪方法，可以通过自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工出错的可能性。

第一方面，本发明实施例提供了一种目标跟踪系统，包括设置有信息采集装置的航行器和控制终端；所述航行器和所述控制终端通信连接；

所述航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至所述控制终端；

所述控制终端从所述周围环境信息中确定待跟踪目标，提取所述待跟踪目标的信息发送至所述航行器；

所述航行器根据所述待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向所述待跟踪目标移动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述信息采集装置包括以下至少一种：相机、红外探测器、紫外探测器、声纳。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信息采集装置包括声纳和相机；

所述航行器将所述声纳获取的周围环境信息传输至所述控制终端，并根据所述控制终端返回的待跟踪目标的信息，向所述待跟踪目标移动；当所述航行器与所述待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启所述相机采集所述待跟踪目标的细部影像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述航行器为水下航行器、飞行器或宇宙飞船。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述控制终端为遥控器或通讯设备。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述通讯设备为计算机或移动终端。

第二方面，本发明实施例还提供了一种目标跟踪方法，应用于设置有信息采集装置的航行器，所述方法包括：

将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端，以使所述控制终端从所述周围环境信息中确定待跟踪目标；

接收所述控制终端返回的待跟踪目标的信息；

根据所述待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端的步骤，包括：

将相机获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将红外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将紫外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤，包括：

当待跟踪目标为固定物体时，确定所述待跟踪目标的位置；

根据所述待跟踪目标的位置，确定所述航行器与所述待跟踪目标的相对位置关系；

根据所述相对位置关系，控制所述航行器向所述待跟踪目标所在位置移动。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤，包括：

当待跟踪目标移动时，通过信息采集装置实时获取所述待跟踪目标的当前位置；

控制所述航行器向所述待跟踪目标所在的当前位置移动。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端的步骤，包括：

将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端；

所述锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤之后，所述方法还包括：

当检测到所述航行器与所述待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启相机采集所述待跟踪目标的细部影像。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的目标跟踪系统和目标跟踪方法，航行器和控制终端通信连接，航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端；控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器；航行器根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动，可以自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工遥控出错的可能性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种目标跟踪系统的结构框图；

图2为本发明实施例所提供的一种航行器的结构框图；

图3为本发明实施例所提供的第一种目标跟踪方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的第二种目标跟踪方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的第三种目标跟踪方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有的航行器需要操作员远程遥控对目标进行跟踪，容易出错的问题，本发明实施例提供了一种目标跟踪系统和目标跟踪方法，可以通过自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工出错的可能性。以下首先对本发明的目标跟踪系统进行详细介绍。

实施例一

本实施例提供了一种目标跟踪系统，如图1所示，该系统包括设置有信息采集装置11的航行器1和控制终端2。其中，航行器1可以是但不限于水下航行器、飞行器或宇宙飞船。控制终端2可以是但不限于遥控器或通讯设备。通讯设备包括但不限于计算机或移动终端，如手机、平板电脑或车载终端等。航行器1和控制终端2可以采用无线的方式进行通信连接。

航行器1将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端2。控制终端2从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器1。航行器1根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动。

信息采集装置11可以包括以下一种或多种：相机、红外探测器、紫外探测器、声纳。相机可以采集航行器1周围的图像信息。红外探测器可以将入射的红外辐射信号转变成电信号，进而转化为影像。紫外探测器可以将入射的紫外辐射信号转变成电信号，进而可以转化为影像。声纳利用声波的传播特性，通过电声转换和信号处理，对周围环境进行探测。

在一可选的实施例中，信息采集装置11包括声纳和相机。航行器1将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端2。控制终端2从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息返回至航行器1。航行器1根据控制终端2返回的待跟踪目标的信息，向待跟踪目标移动。当航行器1与待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启相机采集待跟踪目标的细部影像。在航行器1与待跟踪目标之间的距离较远时，通过声纳探测周围环境，可以节约电能。当航行器1与待跟踪目标之间的距离较近时，再开启相机，采集待跟踪目标的细部影像，可以得到清晰的影像。

可选地，如图2所示，航行器1可以包括处理器10、信息采集装置11、姿态检测装置12、通信装置13和动力装置14。信息采集装置11、姿态检测装置12、通信装置13和动力装置14均与处理器10连接。以航行器1为水下机器人为例，姿态检测装置12包括陀螺仪、加速度传感器、磁力计等，可以监测水下机器人的航行姿态。通信装置13用于与控制终端2进行通讯。通信装置13可以是蓝牙模块、WiFi模块或射频模块等无线通信模块。动力装置14包括电机、控制电机转速的调节装置、由电机带动旋转的螺旋桨等。动力装置14用于驱动水下机器人前进或转向。处理器10通过各传感器采集到的信号以及从控制终端收集到的信息，计算并控制水下机器人的运动。水下机器人还可以包括电源模块，用于为水下机器人提供电能。

本发明实施例提供的目标跟踪系统，航行器和控制终端通信连接，航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端；控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器；航行器根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动，可以自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工遥控出错的可能性。

实施例二

本实施例提供了一种目标跟踪方法，应用于设置有信息采集装置的航行器，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S302，将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端，以使控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标。

其中，信息采集装置可以包括：相机、红外探测器、紫外探测器或声纳。当信息采集装置包括相机时，将相机获取的周围环境信息传输至控制终端。当信息采集装置包括声纳时，将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端。当信息采集装置包括红外探测器时，将红外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端。当信息采集装置包括紫外探测器时，将紫外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端。

控制终端接收到航行器发送的周围环境信息，从周围环境信息中确定待跟踪目标。一种方式为：控制终端根据预设规则，从周围环境信息中自动识别出待跟踪目标。另一种方式为：控制终端将周围环境信息(如航行器的周围环境图像)通过显示屏展示给用户，由用户从周围环境图像中选择待跟踪目标。例如，控制终端可以接收用户点击的待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器，如待跟踪目标在周围环境图像中的位置、形状和大小信息等。

步骤S304，接收控制终端返回的待跟踪目标的信息。

步骤S306，根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并控制航行器向待跟踪目标移动。

航行器接收到待跟踪目标的信息后，根据待跟踪目标的信息，结合信息采集装置采集的信息，确定待跟踪目标相对于航行器的位置，规划航行路径并控制航行器向待跟踪目标移动。

本实施例提供的目标跟踪方法，航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端；控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器；航行器根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动，可以自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工遥控出错的可能性。

实施例三

在实施例二的基础上，本实施例提供了另一种目标跟踪方法，应用于设置有信息采集装置的航行器，如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S402，将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端，以使控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标。

步骤S404，接收控制终端返回的待跟踪目标的信息。

步骤S406，根据待跟踪目标的信息，监测待跟踪目标是否发生移动；如果是，执行步骤S414；如果否，执行步骤S408。

航行器接收到待跟踪目标的信息后，根据待跟踪目标的信息，结合信息采集装置采集的信息，确定待跟踪目标，并监测待跟踪目标是否发生移动。

步骤S408，确定待跟踪目标的位置。

步骤S410，根据待跟踪目标的位置，确定航行器与待跟踪目标的相对位置关系。

步骤S412，根据相对位置关系，控制航行器向待跟踪目标所在位置移动。

如果待跟踪目标为固定物体，从获取的周围环境信息中，可以确定待跟踪目标的位置，根据待跟踪目标的位置，确定航行器与待跟踪目标的相对位置关系。例如，根据待跟踪目标的位置，确定待跟踪目标位于航行器的前方偏左30°方向，待跟踪目标与航行器的当前距离为20m。根据该相对位置关系，可以规划路径，控制航行器向待跟踪目标所在位置移动。

步骤S414，通过信息采集装置实时获取待跟踪目标的当前位置。

步骤S416，控制航行器向待跟踪目标所在的当前位置移动。

如果待跟踪目标为移动物体或者，在航行器向待跟踪目标移动的过程中，待跟踪目标突然发生了移动，此时，可以通过信息采集装置实时获取待跟踪目标的当前位置，重新规划路径，控制航行器向待跟踪目标所在的当前位置移动。

本实施例提供的目标跟踪方法，航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端；控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标，提取待跟踪目标的信息发送至航行器。无论待跟踪目标是固定目标，还是移动目标，航行器均可以根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向待跟踪目标移动，自动进行目标跟踪，节省了人力，减少了人工遥控出错的可能性。

实施例四

在实施例二的基础上，本实施例提供了另一种目标跟踪方法，应用于设置有信息采集装置的航行器，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S502，将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端，以使控制终端从周围环境信息中确定待跟踪目标。

步骤S504，接收控制终端返回的待跟踪目标的信息。

步骤S506，根据待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动。

步骤S508，当检测到航行器与待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启相机采集待跟踪目标的细部影像。

在该实施例中，航行器上的相机默认处于关闭状态，先通过声纳采集周围环境信息，采用声纳与采用相机相比，可以节约大量电能，且能够实现对周围环境进行监测的效果。当航行器与待跟踪目标之间的距离很近时，可以开启相机采集待跟踪目标的细部影像，可以得到清晰的影像，以完成对待跟踪目标的详细观测。本次观测任务完成后，可以关闭相机，仍采用声纳监测周围环境。

本发明实施例提供的目标跟踪系统和目标跟踪方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种目标跟踪系统，其特征在于，包括设置有信息采集装置的航行器和控制终端；所述航行器和所述控制终端通信连接；

所述航行器将信息采集装置获取的周围环境信息传输至所述控制终端；

所述控制终端从所述周围环境信息中确定待跟踪目标，提取所述待跟踪目标的信息发送至所述航行器；

所述航行器根据所述待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并向所述待跟踪目标移动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集装置包括以下至少一种：相机、红外探测器、紫外探测器、声纳。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信息采集装置包括声纳和相机；

所述航行器将所述声纳获取的周围环境信息传输至所述控制终端，并根据所述控制终端返回的待跟踪目标的信息，向所述待跟踪目标移动；当所述航行器与所述待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启所述相机采集所述待跟踪目标的细部影像。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述航行器为水下航行器、飞行器或宇宙飞船。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制终端为遥控器或通讯设备。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通讯设备为计算机或移动终端。

7.一种目标跟踪方法，其特征在于，应用于设置有信息采集装置的航行器，所述方法包括：

将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端，以使所述控制终端从所述周围环境信息中确定待跟踪目标；

接收所述控制终端返回的待跟踪目标的信息；

根据所述待跟踪目标的信息，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端的步骤，包括：

将相机获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将红外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端；

或者，将紫外探测器获取的周围环境信息传输至控制终端。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤，包括：

当待跟踪目标为固定物体时，确定所述待跟踪目标的位置；

根据所述待跟踪目标的位置，确定所述航行器与所述待跟踪目标的相对位置关系；

根据所述相对位置关系，控制所述航行器向所述待跟踪目标所在位置移动。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤，包括：

当待跟踪目标移动时，通过信息采集装置实时获取所述待跟踪目标的当前位置；

控制所述航行器向所述待跟踪目标所在的当前位置移动。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将信息采集装置获取的周围环境信息传输至控制终端的步骤，包括：

将声纳获取的周围环境信息传输至控制终端；

所述锁定待跟踪目标并控制所述航行器向所述待跟踪目标移动的步骤之后，所述方法还包括：

当检测到所述航行器与所述待跟踪目标之间的距离小于设定阈值时，开启相机采集所述待跟踪目标的细部影像。