CN113741506A - 一种无人机跟随车辆的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种无人机跟随车辆的方法及装置，其中，车辆上包括车载终端，车载终端中包括V2X通信模块，无人机上包括V2X通信模块。该方法包括：无人机接收车载终端发送的所述车辆的相关信息；所述车辆的相关信息包括：车辆的行驶速度、车辆的航向角信息、车辆的第一位置；所述无人机根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，所述第二位置为处于所述第一位置之后的位置；所述无人机根据预测的第二位置，调整飞行轨迹，以实现对所述车辆进行跟随。通过本申请实施例的方法，无人机可以实时地跟拍到车辆，提高无人机对车辆的识别准确率，并且可以及时的根据车辆的相关信息对飞行轨迹进行调整，使得飞行轨迹更加贴合车辆的实际行驶轨迹。

Description

一种无人机跟随车辆的方法及装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机跟随车辆的方法及装置。

背景技术

近年来，随着无人机技术的发展，无人机的跟随功能作为黑科技已经出现，例如无人机对人、车的自动跟拍。

目前，无人机跟随车辆时，通常采用如下方法：无人机利用图像识别技术对车辆进行跟随，例如无人机通过拍摄车辆的车牌号来识别车辆，进而对车辆进行跟随。但是如果车牌出现遮挡，可能会使得无人机拍不到车辆，这样会使得无人机对车辆识别的准确率比较低。

发明内容

本申请提供一种无人机跟随车辆的方法及装置，用以提高无人机对车辆的识别准确率。

第一方面，本申请实施例提供一种无人机跟随车辆的方法，所述车辆上包括车载终端，该方法包括：无人机首先接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息；所述车辆的相关信息可以包括：车辆的行驶速度、车辆的航向角信息、车辆的第一位置；然后根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，所述第二位置为处于所述第一位置之后的位置；最后再根据预测的第二位置，调整飞行轨迹，以实现对所述车辆进行跟随。

需要说明的是，车辆上的车载终端可以为车辆上的V2X通信模块。

在上述技术方案中，无人机可接收车辆在第一位置时V2X通信模块发送的车辆的相关信息，然后无人机基于接收到的车辆的相关信息，对车辆将要行驶到的第二位置进行预测，再根据预测的第二位置，提前对飞行轨迹进行调整，这样无人机可以实时的跟随车辆，提高无人机对车辆识别的准确率。

在一种可能的实现中，所述无人机可以接收所述车载终端以周期时长T为单位周期性发送的所述车辆的相关信息；相应地，所述无人机根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，可以包括：所述无人机根据所述车辆的行驶速度、所述周期时长T，估计所述车辆从第三位置行驶到第一位置的第一距离，所述第三位置为处于所述第一位置之前的位置；所述无人机根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度；所述无人机根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离；然后所述无人机根据所述第二距离和所述车辆的航向角信息，预测所述车辆行驶所述周期时长T后将要行驶到的第二位置。

本申请实施例中，车载终端可以周期性的向无人机发送车辆的相关信息，这样无人机可以根据车载终端在前一个位置发送的车辆的相关信息对车辆在一个周期时长之后将要行驶到的下一个位置进行预测，以便无人机可以及时地根据预测的结果对飞行轨迹进行调整，这样可以使得无人机的飞行轨迹尽可能的贴合车辆的行驶轨迹，使得无人机的跟随效果更好。

在一种可能的实现中，所述无人机还可以接收所述车载终端非周期性发送的所述车辆的相关信息；其中，当所述车辆的行驶速度增大时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小，以及当所述车辆的行驶速度减小时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大；或者所述车辆为静止状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大，以及当所述车辆为运动状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小。

在上述技术方案中，车载终端也可以非周期性的向无人机发送车辆的相关信息，这样无人机可接收车载终端非周期性发送的所述车辆的相关信息。当然，车载终端在发送车辆的相关信息时，可以根据车辆的行驶速度或者车辆的状态(比如为静止状态或者运动状态)来动态调整发送消息的频率，这样无人机可以在接收到消息之后，根据接收到的消息对车辆将要行驶到的位置进行预测，然后按照预测的位置提前调整飞行轨迹，使得无人机的飞行轨迹与车辆的实际行驶轨迹更加贴合。

在一种可能的实现中，所述无人机接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息，包括：所述无人机通过所述无人机中的V2X通信模块与所述车辆中的车载终端建立V2X通信连接；所述无人机通过所述V2X通信连接接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息。

在上述技术方案中，无人机上可包括有V2X通信模块，无人机可通过V2X模块与车辆上的V2X模块(也就是车载终端)建立V2X通信连接，然后基于建立的该V2X通信连接交互消息，这样无人机与车载终端之间可通过V2X的通信接口进行通信，这种基于V2X的通信方式可以扩展无人机控制的覆盖范围，可以实现在超过传统通信技术(wifi、BT)的覆盖范围以外对无人机的控制。并且无人机与车载终端之间利用V2X中的V2V通信连接构成的单播通道交互信息，能够避免多个车辆之间的干扰问题。

在一种可能的实现中，所述无人机根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度可以符合下述公式：

其中，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度，S1为第一距离，t为所述周期时长T。

在一种可能的实现中，所述无人机根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离，可以符合下述公式：

其中，S2为第二距离，V为所述车辆的行驶速度，t为所述周期时长T，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度。

本申请实施例中，无人机可根据上述公式对车辆在第一位置的加速度以及车辆将要行驶到的第二位置进行预测，然后无人机根据预测的结果提前调整飞行轨迹。当然，可以理解的是，上述计算公式主要适用于车载终端周期性发送车辆的相关信息的情况。可以理解的是，在本申请中，车载终端发送车辆的相关信息的时间间隔越小，无人机预测的位置会更准确。

第二方面，本申请实施例提供一种装置，该装置可以执行上述第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的相应功能模块，比如收发模块和处理模块，所述功能模块可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。

在一个可能的设计中，所述装置的结构中可以包括收发模块和处理模块，这些模块可以执行上述第一方面或第一方面的各个可能的设计示例中无人机的相应功能，具体参见方法示例中的详细描述，此处不做赘述。

在一个可能的设计中，所述装置的结构中可以包括收发器和处理器，可选的还包括存储器，所述收发器用于收发数据，以及用于与通信系统中的其他设备进行通信交互，所述处理器被配置为支持所述装置执行上述第一方面或第一方面的各个可能的设计示例中无人机的相应的功能。所述存储器与所述处理器耦合，其保存所述装置必要的程序指令和数据。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时，使得计算机执行上述任一方面提供的方法。该计算机可读存储介质存储有程序指令，当程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例第一方面及其任一可能的设计。示例性的，计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括非瞬态计算机可读介质、随机存取存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述任一方面提供的方法。

第五方面，本申请实施例还提供了一种芯片，所述芯片用于读取存储器中存储的计算机程序，用于执行上述任一方面提供的方法。

第六方面，本申请实施例还提供了一种通信系统，可以包括上述提及的装置(可以是无人机也可以是集成于无人机中的芯片等)以及与所述装置通信的车辆(所述车辆中可包括车载终端)。

上述第二方面至第六方面中的各个方面以及各个方面可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。

附图说明

图1为现有技术中无人机跟随车辆的交互框图；

图2为本申请实施例提供的一种无人机跟随车辆的实现框图；

图3为本申请实施例提供的一种LTE-V2X的网络架构图；

图4为本申请实施例提供的一种无人机跟随车辆的方法流程图；

图5为本申请实施例提供的一种无人机与车载终端建立连接的方法交互图；

图6为本申请实施例提供的一种车载终端所在车辆与无人机的相对位置示意图；

图7A为现有技术的无人机跟随车辆的行驶轨迹示意图；

图7B为本申请实施例提供的无人机跟随车辆的行驶轨迹示意图；

图8为本申请实施例提供的一种车辆的实际行驶轨迹示意图；

图9为本申请实施例提供一种无人机跟随车辆的装置示意框图；

图10为本申请实施例提供的另一种无人机跟随车辆的装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。

随着无人机技术的发展，无人机的跟随功能应用的越来越广泛，例如利用无人机实现对车辆的跟拍。如图1所示，为现有技术中无人机跟随车辆的交互框图。现有技术中，通常是用户通过操作无人机遥控器来控制无人机，并且通过专用的通信频段，例如2.4G、无线保真(wireless fidelity，wifi)、蓝牙(bluetooth，BT)等方式对无人机进行控制，无人机通过图像识别技术对车辆进行跟随，例如无人机通过识别车辆的车牌号来跟随车辆，但是目前的这种方案需要保证车辆和无人机均在可视范围内，才能实现无人机对车辆的跟随。如果出现车牌遮挡或者超出可视范围等其它情况，可能会使得无人机跟随车辆时，对于车辆的识别准确率比较低。

有鉴于此，本申请提供一种无人机跟随车辆的方法，利用无人机和车辆之间的车到万物(vehicle to X，V2X)通信设备，实现无人机和车辆的通信连接，然后将车辆的相关数据发送给无人机，以保证无人机能够实时采集到车辆的信息，实现无人机对车辆的自动跟随，从而提高无人机对车辆的识别准确率。

为了便于理解，示例性的给出了与本申请相关概念的说明以供参考，如下所示：

1)车到万物(vehicle to X，V2X)：未来智能交通运输系统的关键技术。其中，V代表车辆，X代表任何与车交互信息的对象，例如包括车、人、交通路侧基础设施和网络，因此，V2X交互的信息模式可以包括车到车(vehicle to vehicle，V2V)、车到人(vehicle topedestrian，V2P)、车到基础设施(vehicle to infrastructure，V2I)和车到网络(vehicleto network，V2N)的交互等。

2)车到车(vehicle to vehicle，V2V)：V2V指的是车辆间的通信。车辆通过V2V通信，可以将自身的车速、行驶方向、具体位置、是否踩了紧急刹车等信息广播给周围车辆。

3)车载V2X设备：车载V2X设备为汽车自带的通信模块。该V2X设备可以通过V2X技术与周边设备进行无线通信，其通信距离可以大于300米。以下所介绍的车载终端即可以为车载V2X设备。

4)无人机手持控制设备(简称：手持终端)：为基于2.4G频谱通信的专用无人机控制器，或者为能够通过近距离通信技术和无人机通信的设备。可以理解的是，近距离通信技术可包括wifi、BT等。

5)无人机：基于四轴或者多轴提供动力的飞行器，本申请中的无人机可以为内置V2X设备的无人机，即本申请这里的无人机可以具备V2X通信能力。本申请中的无人机还可以提供拍照、视频录像、人工智能(artificial intelligence，AI)辅助驾驶等能力。

6)PC5接口：在第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project，3GPP)版本12(Rel-12)的设备到设备(device to device，D2D)项目中引入的终端设备到终端设备之间的直接通信接口。邻近的终端之间可以在PC5的有效通信范围内通过直连链路进行数据传输，不需要通过中心节点(例如基站)进行转发，也不需要通过传统的蜂窝链路进行信息传输，通信较为快捷便利。

7)本发明实施例中的术语：“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

以下对本申请实施例提供的一种无人机跟随车辆的方法进行详细介绍。

参阅图2所示，为本申请实施例提供的一种无人机跟随车辆的实现框图。在本申请中，无人机中可包括V2X通信模块，无人机可利用V2X通信模块与车辆(汽车)上的V2X通信模块进行通信。作为一种可能的实现方式，用户还可将手持终端放置在汽车上，然后将手持终端与汽车上的V2X通信模块通过近端通信技术建立连接，汽车上的V2X通信模块可与无人机上的V2X通信模块通过V2V通道交互信息。

如图3所示，为本申请实施例提供的一种长期演进(long term evolution，LTE)-V2X的网络架构图。参阅图3所示，包括V2X设备A、V2X设备B、V2X设备C、V2X设备D，两个V2X设备之间通过PC5接口进行通信。通常的V2X通信用于车车之间，本申请中可将V2X设备安装在无人机上，然后车辆上的V2X设备可与无人机上的V2X设备通过PC5接口进行通信。示例性的，可以用无人机代替图3中的V2X设备A，然后无人机可以与V2X设备B通过PC5接口进行通信。

图3中的网络架构是在LTE网络中引入两个功能实体：V2X应用服务器和V2X控制功能。V2X控制功能配置在每个支持V2X业务的演进UMTS陆地无线接入网(evolved umtsterrestrial radio access network，E-UTRAN)中，其管理V2X应用服务器的权限认证、授权发放以及V2X设备的漫游管理，通过V3接口向V2X设备提供V2X通信所需的参数；V2X控制功能通过V4接口可向归属签约用户服务器(home subscriber server，HSS)调取使用者的V2X服务权限，作为提供授权的基础。V2X控制功能通过V2接口连接V2X应用服务器，一个V2X应用服务器可以为多个E-UTRAN提供服务，其存储着V2X用户数据。V2X设备可以内置V2X应用，V2X设备与V2X控制功能通过V3接口使V2X设备进行服务认证请求以及取得服务授权，V2X设备之间通过PC5接口可以直接通信。

移动管理节点(mobility management entity，MME)、服务/公共数据网网关(S/P-GW)通过S1接口接入E-UTRAN，无人机和V2X设备作为终端节点，通过LTE-Uu接口登录到E-UTRAN的系统中，可以基于E-UTRAN网络交互数据。

可以理解的是，图3中的V1、V2、V3、V4、V5、PC5、LTE-Uu、S1、SGi、S6a均为接口。

如图4所示为本申请实施例提供的一种无人机跟随车辆的方法交互图，参阅图4所示，为了描述方便，本申请实施例中将手持终端的设备标识记为A，将车载终端的设备标识记为B(车载终端所在的车辆的标识记为车辆B)，将无人机的设备标识记为C。该方法包括如下步骤：S401：车载终端与无人机建立通信连接。

在一些实施例中，车载终端可通过手持终端与无人机建立通信连接。在一种可能的实现方式中，可参阅图5所示，该过程可包括如下步骤：

S501：手持终端向无人机发送第一消息，所述第一消息用于通知无人机将控制模式设置为车载模式。

在本申请实施例中，在无人机启动之前，无人机与手持终端的距离比较近，手持终端可通过2.4G通道、wifi、BT等方式与无人机建立连接，然后手持终端可向无人机发送第一消息，所述第一消息用于将无人机的控制模式设置为车载模式。需要说明的是，车载模式在本申请中为一种新的控制模式。由于V2X通常用于车与其它设备的通信，因此，本申请中的该控制模式可用于控制无人机与车载终端之间采用V2X模式进行通信。

需要说明的是，本申请实施例中仅是以手持终端为例，当然，也可以通过其他的设备将无人机的控制模式设置为车载模式，例如也可以通过车辆内置的显示屏对无人机的控制模式进行设置。

S502：手持终端向车载终端发送第二消息，所述第二消息用于请求与车载终端建立连接。

在本申请实施例中，手持终端可通过wifi、BT等短距离通信技术与车载终端建立连接。作为一种示例，手持终端可开启蓝牙，搜索附近开启蓝牙功能的设备，当手持终端A搜索到车载终端B时，用户可在手持终端A的显示界面上点击搜索到的车载终端B的标识，然后手持终端的显示界面上可显示配对请求以及配对码，此时车载终端的显示界面上可显示“是否接受配对连接请求”，当用户在车载终端B的显示界面上点击同意连接之后，手持终端可与车载终端成功建立连接。可以理解的是，车载终端B的显示界面可以为车载终端B所在车辆的内置显示屏。

需要说明的是，短距离通信技术并不限于wifi、BT，例如还可以为ZigBee或者近距离无线通信技术(near field communication，NFC)等，本申请对此不作限定。

S503：手持终端在与车载终端建立连接后，通过建立的连接向车载终端发送第三消息，所述第三消息中包括无人机的标识信息。

当无人机的控制模式设置为车载模式之后，手持终端可将无人机的标识信息，例如无人机的设备标识发送给车载终端，以使车载终端能够知晓无人机的相关信息。

S504：手持终端向无人机发送第四消息，所述第四消息中包括车载终端的标识信息。

当手持终端与车载终端建立连接之后，手持终端可将车载终端的标识信息，例如车载终端的设备标识发送给无人机，以使无人机能够知晓车载终端的标识信息。

需要说明的是，本申请实施例中对于步骤S503和步骤S504的执行顺序不作限定，例如手持终端也可以先向无人机发送车载终端的标识信息，然后手持终端再向车载终端发送无人机的标识信息。

当然，可以理解的是，在步骤S503和步骤S504中，当车载终端接收到第三消息和/或无人机接收到第四消息之后，还可以向手持终端反馈确认消息。

S505：无人机基于接收到的第四消息与车载终端基于接收到的第三消息通过V2V通道建立关联。更具体地，无人机与车载终端可分别知晓对方的标识信息，然后无人机可通过V2V单播通道与车载终端建立关联，以使无人机能够识别到待跟随的车载终端所在的车辆。

需要说明的是，本申请实施例中无人机通过V2V与车载终端建立关联的方式，可使得车载终端B与无人机C建立关联之后，车载终端B发送的消息只有无人机C能够接收到，同时无人机C发送的消息也只有车载终端B能够接收到。

也就是说，假设无人机包括：无人机C1、无人机C2，车载终端包括：车载终端B1、车载终端B2、车载终端B3，如果无人机C1与车载终端B1建立关联之后，无人机C1与车载终端B1之间可通过V2V通道交互信息。假设无人机C1发出消息，车载终端B2、车载终端B3不会接收到无人机C1发出的消息，只有车载终端B1能够接收到无人机C1发出的消息；如果车载终端B1发出消息，那么车载终端B2、车载终端B3、无人机C2都不会接收到车载终端B1发出的消息，只有无人机C1能够接收到车载终端B1发出的消息。

在另一些实施例中，如果无人机上设置有蓝牙模块，那么车载终端也可以直接通过蓝牙模块与无人机建立连接，并且同步信息。示例性的，可以通过车辆内置的显示屏作为操作界面，将车载终端与无人机连接起来。例如，用户可在车辆内置的显示屏上打开某个应用程序(该应用程序为可以添加可穿戴设备或者其它设备，并且能够将可穿戴设备或者其它设备与车载终端连接起来的应用程序)，同时开启车载终端的蓝牙功能。用户可在该应用程序上选择要添加的设备为无人机，然后通过搜索蓝牙配对的方式将无人机添加到车载终端的关联设备中，这样就可以实现车载终端与无人机的连接。可以理解的是，该方式与在终端设备上，比如手机上添加手环、手表等的方法类似，此处不作过多赘述。

继续参照图4中的S402：车载终端通过步骤S401中建立的通信连接向无人机发送第五消息，所述第五消息中包括车载终端所在车辆的相关信息。

在本申请一些实施例中，车载终端可周期性地向无人机发送车载终端所在车辆的相关信息。在一种可能的实施方式中，本申请实施例中的车载终端可以每隔5秒钟向无人机发送车载终端所在车辆的位置信息、车辆的车速以及车辆的航向角信息。需要理解的是，车辆的航向角信息可以理解为车头的方向与水平方向上的夹角。此处先不做具体说明，下文将结合图对该概念进行介绍。

需要说明的是，车载终端向无人机发送车辆的相关信息时，发送消息的时间间隔越短，无人机识别目标车辆的准确率越高。比如，车载终端每隔1秒向无人机发送一次消息，这样无人机可以及时的根据车载终端发送的消息调整自身的位置以及飞行方向，进而能够提高识别目标车辆的准确率。

在另一些实施例中，车载终端也可以根据车辆的行驶速度动态调整发送消息的频率。示例性的，当车辆的行驶速度增大时，可以将发送消息的时间间隔调小，即增大消息的发送频率；当车辆的行驶速度减小时，可以将发送消息的时间间隔调大，即减少消息的发送频率。当然，车载终端也可以根据车辆的状态调整发送消息的频率，例如当车辆为静止状态时，可以将发送消息的时间间隔增大，即减少消息的发送频率；当车辆为运动状态(行驶状态)时，可以将发送消息的时间间隔缩小，即增大消息的发送频率。也就是说，车载终端也可以不按照固定的时间间隔(非周期性)向无人机发送车载终端所在车辆的相关信息，本申请对此不作限定。

进一步的，在本申请一些实施例中，假设车载终端周期性的向无人机发送消息，如果车辆在行驶过程出现停止行驶(靠边停车等)的情况，此时不管车辆的位置是否发生改变，车载终端都可以继续按照固定的时间间隔向无人机发送消息。当无人机接收到车载终端发送的消息之后，如果发现连续多个时间间隔内接收到的消息完全相同，则可以向车载终端发送第七消息，所述第七消息用于确认是否断开连接，也就是结束车辆跟随。

在另一些实施例中，车载终端向无人机发送消息时也可以根据车辆的运动状态来确定是否要发送消息。比如，车辆在行驶过程中，车载终端可向无人机发送车辆的相关信息，如果车辆处于静止状态，车载终端可以不向无人机发送车辆的相关信息。可以理解的是，车辆在静止状态时，车载终端可以减少向无人机发送车辆的相关信息的频率，也可以不向无人机发送车辆的相关信息，本申请对此不作限定。

S403：无人机根据车载终端发送的第五消息，对车载终端所在的车辆进行跟随。

本申请实施例中，车载终端向无人机发送车辆的相关信息，当无人机接收到车载终端发送的车辆的相关信息之后，可向车载终端反馈确认消息，以保证车载终端能够知道通信正常，也就是没有出现通信连接断开的问题。

当然，如果车辆在行驶过程中，由于某些原因导致无人机与车载终端出现连接中断，比如车载终端每隔1秒向无人机发送一次消息，则无人机可在预设时间间隔(比如，1秒或者5秒)内确定没有接收到车载终端发送的消息时，可向车载终端发送第六消息，所述第六消息用于告知车载终端与无人机的连接已断开，并且再次向车载终端发送连接请求消息，以使车载终端能够及时地与无人机重新建立连接，具体连接过程可以参照图5所示的过程，这里不再具体重复赘述。

在一些实施例中，车载终端可将车辆的位置信息发送给无人机，无人机接收到车载终端发送的位置信息之后，可基于车载终端所在车辆的位置信息，调整自身与车辆的相对位置，以保证能够实时地跟随到车辆。示例性的，可参阅图6所示，为本申请实施例提供的一种车载终端所在车辆与无人机的相对位置示意图。

在另一些实施例中，车载终端还可将车辆的车速以及航向角信息发送给无人机，当无人机接收到车载终端发送的车辆的车速以及航向角信息之后，可基于车辆的车速以及航向角信息调整飞行方向。

在一种可能的实施方式中，无人机可基于车载终端在前一个位置处发送的车辆的车速以及车辆的航向角信息，估计车辆在下一个位置处的方向，然后根据估计到的方向及时地调整飞行方向，以便能够更好的跟随到目标车辆。

以下结合示意图对步骤S403进行详细介绍。

如图7A所示，为目前的无人机跟随车辆的行驶轨迹示意图。图7A中，当车载终端在某一个位置处利用全球定位系统(global positioning system，GPS)采集到车辆的位置信息之后，将车辆当前所在的位置信息发送给无人机，无人机在接收到该位置信息之后，会根据当前接收到的车辆的位置信息进行行驶，如果车辆拐弯之后才将最新的位置信息发送给无人机，可能会使得无人机跟随车辆的方向出现错误。也就是说，无人机在未获取到车辆最新的位置信息之前，都会按照接收到的上一个位置信息的惯性方向进行行驶。

举例来说，假设图7A中包括四个位置A、B、C、D，比如车载终端在位置A处将车辆的位置信息发送给了无人机，那么无人机就会按照位置A继续向前行驶，随着车辆的行驶，比如行驶到了位置B，车载终端再向无人机发送车辆的位置信息，此时无人机并不知道车辆会向位置B这个方向行驶，所以可能就会出现无人机跟随车辆时，飞行方向错误的问题。

然而，在本申请的方案中，无人机可根据车载终端在当前位置发送的车辆的车速、航向角信息，估算出车辆在下一个位置的方向，然后无人机按照估算出的车辆在下一个位置的方向调整飞行方向，以保证实时的跟随车辆。

如图7B所示，为本申请实施例提供的无人机跟随车辆的行驶轨迹示意图，假设图7B中包括A、B、C、D四个点，这四个点分别为车辆所在的不同位置，并且车载终端周期性的向无人机发送车辆的相关信息。需要说明的是，本申请中涉及到的第一位置可以为图7B中的B点，第二位置可以为图7B中的C点，第三位置可以图7B中的A点。其中，第二位置为处于第一位置之后的位置，第三位置为处于第一位置之前的位置。第一距离为车辆从A点行驶到B点的路程，第二距离为车辆从B点行驶到C点的路程。

假设位置A为车辆的起始点，在起始阶段，可能需要人为的通过手持终端来控制无人机的飞行位置以及飞行方向，当车辆行驶一段距离，例如行驶到位置B，此时车载终端可向无人机发送车辆的车速V、航向角α，当无人机接收到车辆的车速V、航向角α之后，可估计出车辆在下一个位置，例如位置C处的方向。需要说明的是，下一个位置指的是车载终端下一次向无人机发送车辆的相关信息的位置。

作为一种示例，比如车载终端每隔t秒向无人机发送一次车辆的相关信息，也就是说，车载终端从位置A到位置B所用的时间为t秒，在位置B的车速为V，那么从位置A到位置B的路程即为：S1＝t*V。

根据上面的公式可以得出S1，接着根据公式

可得出：车载终端所在的车辆在位置B处的加速度

由于车载终端是周期性地向无人机发送车辆的相关信息，那么从车载终端所在的车辆从位置B行驶到位置C，所用的时间也是t秒。此时可以根据车载终端所在的车辆在B处的加速度a1、速度V以及时间t，估算出车载终端所在的车辆需要在航向角α的方向上行驶的距离，即

也就是说，车载终端在位置B处向无人机发送车辆的相关信息之后，无人机可根据发送的信息计算出在航向角α的方向上车辆从位置B到位置C行驶的距离，然后无人机按照车辆的航向角α，在α方向上行驶长度为S2的距离即可。

换句话来说，本申请实施例中车载终端通过向无人机发送车辆的航向角α和车速等信息，可以使得无人机大概的知晓车辆的行驶方向以及车辆在达到下一个位置时大概会行驶多远的距离。这样可以计算出每一段的长度，然后将图7B中的几个点连接起来所形成的轨迹，可相当于车辆的行驶轨迹，无人机按照该行驶轨迹调整飞行路线，就可以更贴合车辆的实际行驶轨迹。

需要说明的是，本申请实施例中的上述计算方法是以直线行驶为条件，得到的计算结果以及图7B中的轨迹示意图偏于理想化，实际应用过程中的计算结果可能会有所偏差，只要相比于现有技术中的轨迹示意图有所优化，均在本申请的保护范围之内。

参阅图8所示，为本申请实施例提供的一种车辆的实际行驶轨迹示意图。在该示意图中包括A、B、A′、B′四个点。其中A、B为车辆的实际行驶轨迹上的两个点，可以理解为本申请的方案中无人机飞行轨迹上的两个点，A′、B′为现有的方案中无人机飞行轨迹上的两个点，图中虚线表示现有方案中无人机飞行的轨迹方向。从图中可以看出：本申请的方案可以使得无人机的飞行轨迹更切合车辆的实际行驶轨迹，因此，按照本申请的方案，无人机在跟随车辆时，可以实时的按照车辆的相关信息对飞行方向等进行调整，对于车辆的识别准确率更高。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种无人机跟随车辆的装置，该装置的结构如图9所示，该装置900可包括：收发模块901、处理模块902。其中，收发模块901，用于接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息；所述车辆的相关信息包括：车辆的行驶速度、车辆的航向角信息、车辆的第一位置。处理模块902，用于根据所述收发模块901接收到的所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，所述第二位置为处于所述第一位置之后的位置，并根据所述预测的第二位置，提前调整飞行轨迹，以实现对所述车辆进行跟随。

在一种可能的实现方式中，所述收发模块901具体可以用于按如下方式接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息：接收所述车载终端以周期时长T为单位周期性发送的所述车辆的相关信息。相应的，所述处理模块902具体可以根据所述车辆的行驶速度、所述周期时长T，先估计所述车辆从第三位置行驶到第一位置的第一距离，所述第三位置为处于所述第一位置之前的位置；再根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度；然后根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离；最后根据所述第二距离和所述车辆的航向角信息，预测所述车辆行驶所述周期时长T后将要行驶到的第二位置。

在一种可能的实现方式中，所述收发模块901还可以接收所述车载终端非周期性发送的所述车辆的相关信息。其中，当所述车辆的行驶速度增大时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小，以及当所述车辆的行驶速度减小时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大；或者所述车辆为静止状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大，以及当所述车辆为运动状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小。

在一种可能的实现方式中，所述收发模块901具体可以为V2X通信模块。具体地，收发模块901可以与所述车辆中的车载终端建立V2X通信连接；然后通过所述V2X通信连接接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息。

在一种可能的实现方式中，处理模块902根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度可以符合下述公式：

其中，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度，S1为第一距离，t为所述周期时长T。

在一种可能的实现方式中，处理模块902根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离，可以符合下述公式：

其中，S2为第二距离，V为所述车辆的行驶速度，t为所述周期时长T，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度。

需要说明的是，本申请以上实施例中对模块的划分是示意性的，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，另外，在本申请各个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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元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，本申请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全部或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)或处理器(processor)执行本申请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(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于上述实施例，本申请实施例还提供一种无人机跟随车辆的装置示意图，该装置用于实现上述实施例中的无人机跟随车辆的方法。参阅图10所示，所述装置1000包括：收发器1001、一个或多个处理器1002以及一个或多个存储器1003。其中，所述收发器1001、所述处理器1002以及所述存储器1003之间相互连接。在本申请实施例中，收发器1001可以用于实现上述图9中的收发模块所执行的方法，处理器1002可以用于实现上述图9中的处理模块所执行的方法。

可选的，所述收发器1001、所述处理器1002以及所述存储器1003之间通过总线1004相互连接。所述总线1004可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

在本申请实施例中，处理器1002可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储器1003中，处理器1002读取存储器1003中的程序指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。

在本申请实施例中，存储器1003可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard diskdrive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如RAM。存储器还可以是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储指令和/或数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

基于以上实施例，本申请还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机执行时，使得所述计算机执行以上实施例提供的无人机跟随车辆的方法。

本申请实施例还保护包括但不限于上述的无人机和车辆的通信系统，其中，无人机中可以集成有V2X通信模块，车辆中可具有车载终端，车载终端可以通过V2X方式与无人机进行通信，从而实现无人机基于与车载终端的V2X通信，自动实现对车辆的精准跟踪。

本申请实施例中还提供一种计算机程序产品，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例提供的无人机跟随车辆的方法。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (13)

1.一种无人机跟随车辆的方法，所述车辆上包括车载终端，其特征在于，所述方法包括：

所述无人机接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息；所述车辆的相关信息包括：车辆的行驶速度、车辆的航向角信息、车辆的第一位置；

所述无人机根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，所述第二位置为处于所述第一位置之后的位置；

所述无人机根据预测的第二位置，调整飞行轨迹，以实现对所述车辆进行跟随。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息，包括：

所述无人机接收所述车载终端以周期时长T为单位周期性发送的所述车辆的相关信息；

所述无人机根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，包括：

所述无人机根据所述车辆的行驶速度、所述周期时长T，估计所述车辆从第三位置行驶到第一位置的第一距离，所述第三位置为处于所述第一位置之前的位置；

所述无人机根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度；

所述无人机根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离；

所述无人机根据所述第二距离和所述车辆的航向角信息，预测所述车辆行驶所述周期时长T后将要行驶到的第二位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息，包括：

所述无人机接收所述车载终端非周期性发送的所述车辆的相关信息；

其中，当所述车辆的行驶速度增大时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小，以及当所述车辆的行驶速度减小时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大；或者

所述车辆为静止状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大，以及当所述车辆为运动状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述无人机接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息，包括：

所述无人机通过所述无人机中的V2X通信模块与所述车辆中的车载终端建立V2X通信连接；

所述无人机通过所述V2X通信连接接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度符合下述公式：

其中，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度，S1为第一距离，t为所述周期时长T。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离，符合下述公式：

其中，S2为第二距离，V为所述车辆的行驶速度，t为所述周期时长T，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度。

7.一种无人机跟随车辆的装置，所述车辆上包括车载终端，其特征在于，所述装置包括：

收发模块，用于接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息；所述车辆的相关信息包括：车辆的行驶速度、车辆的航向角信息、车辆的第一位置；

处理模块，用于根据所述收发模块接收到的所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置，所述第二位置为处于所述第一位置之后的位置，并根据所述预测的第二位置，调整飞行轨迹，以实现对所述车辆进行跟随。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述收发模块具体用于按如下方式接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息：

接收所述车载终端以周期时长T为单位周期性发送的所述车辆的相关信息；

所述处理模块具体用于按如下方式根据所述车辆的相关信息，预测所述车辆将要行驶到的第二位置：

根据所述车辆的行驶速度、所述周期时长T，估计所述车辆从第三位置行驶到第一位置的第一距离，所述第三位置为处于所述第一位置之前的位置；

根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度；

根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离；

根据所述第二距离和所述车辆的航向角信息，预测所述车辆行驶所述周期时长T后将要行驶到的第二位置。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述收发模块具体用于按如下方式接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息：

接收所述车载终端非周期性发送的所述车辆的相关信息；

其中，当所述车辆的行驶速度增大时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小，以及当所述车辆的行驶速度减小时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大；或者

所述车辆为静止状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变大，以及当所述车辆为运动状态时，所述车载终端发送所述车辆的相关消息的时间间隔变小。

10.如权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，所述收发模块为V2X通信模块；所述收发模块具体用于按如下方式接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息：

与所述车辆中的车载终端建立V2X通信连接；

通过所述V2X通信连接接收所述车载终端发送的所述车辆的相关信息。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块根据所述第一距离、所述周期时长T，估计所述车辆在所述第一位置时的加速度符合下述公式：

其中，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度，S1为第一距离，t为所述周期时长T。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块根据所述加速度、所述周期时长T以及所述车辆的行驶速度，预估所述车辆从所述第一位置行驶所述周期时长T后，将要到达的下一个位置与所述第一位置之间的第二距离，符合下述公式：

其中，S2为第二距离，V为所述车辆的行驶速度，t为所述周期时长T，a表示所述车辆在所述第一位置时的加速度。

13.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的方法。

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