CN115493598A - 运动过程中的目标定位方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种运动过程中的目标定位方法、装置及存储介质，该方法包括：沿预设规划路径对每个目标进行有源定位，获得每个目标的初始坐标，并基于初始坐标获得预设测量路径；基于各目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标；沿预设测量路径运动过程中，采集每个目标的大于预设组数的测量数据；针对每个目标，多次不完全重复地选取预设组数的测量数据，并判断基于选取的预设组数的测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个目标的初始坐标进行拟合，确定每个目标的精确坐标。本申请的技术方案大幅减小了定位误差，提高了对目标定位的精度。

Description

运动过程中的目标定位方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及目标定位技术领域，尤其涉及一种运动过程中的目标定位方法、装置及存储介质。

背景技术

光电吊舱是吊挂在机身或机翼下的流线形短舱段，其内部通常搭载有高清可见光相机、红外热像仪、激光测距机、光电跟踪器等光电探测设备，能够实现对目标识别、定位、跟踪及动态监视等功能。随着无人机技术的飞速发展，光电吊舱在资源探测、灾害搜救、目标监控、目标查找等方面发挥了越来越重要的作用。

目前，光电吊舱通常采用有源定位方法来对目标进行定位。有源定位方法是采用激光对目标进行测距，然后根据无人机姿态和光电姿态对目标位置进行解算的方法。

但是，目前的有源定位方法严重依赖光电测角精度、光电平台稳定性、无人机姿态测量精度、无人机飞行稳定性等，普通无人机和光电吊舱在定位时具有较大的误差，不能满足应用场景对定位精度的要求。

发明内容

本申请实施例通过提供一种运动过程中的目标定位方法、装置及存储介质，解决了现有技术中普通无人机和光电装置在定位时具有较大误差的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种运动过程中的目标定位方法，所述方法包括：沿预设规划路径对每个目标进行有源定位，获得每个所述目标的初始坐标，并基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径；在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标；沿所述预设测量路径运动过程中，采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据；其中，所述测量数据包括测量点的位置信息，以及所述测量点至所述目标的测量距离；针对每个所述目标，多次不完全重复地选取预设组数的所述测量数据，并判断基于选取的预设组数的所述测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个所述目标的初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述以预设距离误差对每个所述目标的所述初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标，包括：以每个所述目标的所述初始坐标为拟合中心点，执行拟合步骤；判断所述拟合步骤中的预设间隔距离是否达到所述预设距离误差；若未达到，调小所述预设间隔距离，并将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述拟合中心点，循环执行所述拟合步骤；若达到，将所述误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述精确坐标；其中，所述拟合步骤包括：以所述预设间隔距离将所述拟合中心点在平面的两个垂直方向上分别扩展第一预设次数，获得矩阵平面；以所述预设间隔距离将所述矩阵平面向上下分别扩展第二预设次数，获得拟合坐标矩阵；确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标与多个所述测量点之间的计算距离；求解每个所述计算距离与对应所述测量距离的误差，并确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和，获得所述误差矩阵；确定所述误差矩阵中最小值所对应的坐标。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，每个所述目标对应的多个所述测量点满足如下条件：每个所述目标的任意一个所述测量点与其他任意两个所述测量点组合形成的角度大于预设角度；在每个所述目标的任意三个所述测量点组成的三角形中，任意顶点到对边的距离大于或等于预设距离。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径，包括：以所述目标的所述初始坐标为圆心并以所述预设规划路径为切线，获得最佳视角点；以预设缓冲半径为每个所述最佳视角点建立缓冲范围；对所述缓冲范围的多条切线进行并集运算，获得缓冲多边形；沿所述缓冲多边形的中心分割线，每隔预设长度设置一段圆弧，并使相邻两个所述圆弧位于所述中心分割线的两侧；组合多段所述圆弧，形成所述预设测量路径。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据，包括：将每两段相邻的所述圆弧按照预设比例划分为开始段、中间段和末尾段；对每个所述目标在所述开始段和所述末尾段至少各采集一个所述测量数据，在所述中间段至少采集两个所述测量数据。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标，包括：根据所述初始坐标和用于定位所述目标的光电装置所处位置，确定所述目标所在方位；控制所述光电装置旋转至所述目标所在方位；在所述光电装置的视场中进行搜索；搜索到所述目标后将所述光电装置的焦点移动至所述目标的中心。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述有源定位过程中采集所述目标的图像特征，形成目标特征库；所述在所述光电装置的视场中进行搜索，包括：利用所述目标特征库，在所述光电装置的视场中进行特征匹配。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标，还包括：调整所述光电装置的视场尺寸至所述有源定位时的视场尺寸；查找误差分布表，以当前距离的误差范围的预设倍数在所述光电装置的视场中搜索所述目标。

第二方面，本申请实施例提供了一种运动过程中的目标定位装置，所述装置包括：路径模块，用于沿预设规划路径对每个所述目标进行有源定位，获得每个所述目标的初始坐标，并基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径；锁定模块，用于在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标；采集模块，用于沿所述预设测量路径运动过程中，采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据；其中，所述测量数据包括测量点的位置信息，以及所述测量点至所述目标的测量距离；计算模块，用于针对每个所述目标，多次不完全重复地选取预设组数的所述测量数据，并判断基于选取的预设组数的所述测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个所述目标的初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述计算模块在用于以预设距离误差对每个所述目标的所述初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标时，具体用于：以每个所述目标的所述初始坐标为拟合中心点，执行拟合步骤；判断所述拟合步骤中的预设间隔距离是否达到所述预设距离误差；若未达到，调小所述预设间隔距离，并将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述拟合中心点，循环执行所述拟合步骤；若达到，将所述误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述精确坐标；其中，所述拟合步骤包括：以所述预设间隔距离将所述拟合中心点在平面的两个垂直方向上分别扩展第一预设次数，获得矩阵平面；以所述预设间隔距离将所述矩阵平面向上下分别扩展第二预设次数，获得拟合坐标矩阵；确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标与多个所述测量点之间的计算距离；求解每个所述计算距离与对应所述测量距离的误差，并确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和，获得所述误差矩阵；确定所述误差矩阵中最小值所对应的坐标。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，每个所述目标对应的多个所述测量点满足如下条件：每个所述目标的任意一个所述测量点与其他任意两个所述测量点组合形成的角度大于预设角度；在每个所述目标的任意三个所述测量点组成的三角形中，任意顶点到对边的距离大于或等于预设距离。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述路径模块用于基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径时，具体用于：以所述目标的所述初始坐标为圆心并以所述预设规划路径为切线，获得最佳视角点；以预设缓冲半径为每个所述最佳视角点建立缓冲范围；对所述缓冲范围的多条切线进行并集运算，获得缓冲多边形；沿所述缓冲多边形的中心分割线，每隔预设长度设置一段圆弧，并使相邻两个所述圆弧位于所述中心分割线的两侧；组合多段所述圆弧，形成所述预设测量路径。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述采集模块具体用于：将每两段相邻的所述圆弧按照预设比例划分为开始段、中间段和末尾段；对每个所述目标在所述开始段和所述末尾段至少各采集一个所述测量数据，在所述中间段至少采集两个所述测量数据。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述锁定模块具体用于：根据所述初始坐标和用于定位所述目标的光电装置所处位置，确定所述目标所在方位；控制所述光电装置旋转至所述目标所在方位；在所述光电装置的视场中进行搜索；搜索到所述目标后将所述光电装置的焦点移动至所述目标的中心。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：特征模块，用于在所述有源定位过程中采集所述目标的图像特征，形成目标特征库；所述锁定模块在所述光电装置的视场中进行搜索时，具体用于：利用所述目标特征库，在所述光电装置的视场中进行特征匹配。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述锁定模块还用于：调整所述光电装置的视场尺寸至所述有源定位时的视场尺寸；查找误差分布表，以当前距离的误差范围的预设倍数在所述光电装置的视场中搜索所述目标。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面任一种可能实现方式所述的方法。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供了一种运动过程中的目标定位方法，该方法通过多次不完全重复地选取预设组数的测量数据，或者对每个目标的初始坐标进行拟合来目标的精确坐标，大幅减小了定位误差，提高了对目标定位的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例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例，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为本申请实施例提供的光电装置进行目标定位的场景示意图；

图2为本申请实施例提供的运动过程中的目标定位方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的采集测量数据的示意图；

图4为本申请实施例提供的目标平差方法的计算示意图；

图5A为本申请实施例提供的对目标的初始坐标进行拟合的流程图；

图5B为本申请实施例提供的拟合步骤的具体流程图；

图5C为本申请实施例提供的矩阵平面的示意图；

图5D为本申请实施例提供的多个矩阵平面的排列示意图；

图6A-图6E为本申请实施例提供的生成预设测量路径的过程示意图；

图7为本申请实施例提供的生成预设测量路径的流程图；

图8为本申请实施例提供的采集测量数据的流程图；

图9为本申请实施例提供的搜索并锁定需定位目标的流程图；

图10为本申请实施例提供的在光电装置的视场中搜索目标的流程图；

图11为本申请实施例提供的运动过程中的目标定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本申请实施例提供了一种运动过程中的目标定位方法，适用于如图1所示的应用场景，在图1所示的场景中包括地面测控平台分系统和无人机飞行平台分系统。

地面测控平台分系统包括：地面测控运输车、RTK（Real - Time Kinematic，实时动态）差分基站设备、地面链路设备、无人机地面站和光电装置地面站。

地面测控运输车是用来装载无人机、集成地面操作设备和监控设备、人员工作、系统机动运输的主要工具。

RTK差分基站设备装载在地面测控运输车的车顶上，用于接收卫星定位信号，通过地面链路设备给无人机上的GNESS机载导航设备发送RTK差分信息，通过差分计算使GNESS机载导航设备能够给无人机和光电装置提供厘米级精度的定位信息，保证测量作业时刻系统具有精确的位置姿态信息。

地面链路设备装载在地面测控运输车的车顶上，与无人机上的机载链路设备进行无线电连接，提供无人机与地面设备的通信。链路上行传输信号具有：RTK差分信号、无人机控制数据、光电装置控制数据、遥控器控制数据、飞行测量管理任务指令。链路下行传输信号具有：无人机测控数据、光电装置测控数据、光电装置视频数据、发动机状态数据、飞行测量管理任务数据。

无人机地面站安装在地面测控运输车里，是人工控制无人机的计算机设备，通过无人机地面站能够监控无人机飞行状态、监控无人机的设备运行状态、控制无人机的飞行任务。

光电装置地面站安装在地面测控运输车里，是人工控制光电装置的计算机设备，通过光电装置地面站可以查看无人机实时监控画面、监控光电装置运行状态、控制光电装置的监控行为、给飞行测量管理任务计算机下达进行目标定位测量指令的功能。

无人机飞行平台分系统包括：无人机、飞行测量管理任务计算机、机载链路设备、GNESS机载导航设备和光电装置。

无人机带载有光电装置、飞行测量管理任务计算机、机载链路设备、GNESS机载导航设备，能够按照飞行测量管理任务计算机的指令完成目标定位测量需要的飞行动作。

机载链路设备装载在无人机上，与地面端的地面链路设备通过无线电波连接，能够提供飞行平台与地面测控平台的实时通信。

GNESS机载导航设备能够接收卫星定位信号，进行无人机的实时定位，通过接收地面传输过来的RTK差分信号，GNESS机载导航设备能够实时运算出厘米级精度的定位信息，同时通过PPI信号接口实时传输给飞行测量管理任务计算机。

光电装置具备可见电视监控、激光测距的功能，能够接受光电装置地面站的人工指令控制和飞行测量管理任务计算机自动指令控制。在光电装置对目标进行定位前，无人机驾驶人员使用无人机地面站驾驶无人机在目标区域进行飞行；光电装置操纵人员使用光电装置地面站操作光电装置监控目标区域，当监控视频发现测量目标时，光电装置操纵人员点击视频对测量目标进行锁定跟踪，点击目标定位提交测量任务给无人机上的飞行测量管理任务计算机，飞行测量管理任务计算机对测量任务进行测量建模。

飞行测量管理任务计算机对测量任务进行测量建模主要包括：以无人机中心建立空间坐标系；以无人机飞行轨迹建立定位目标的拓扑关系；以飞行过程视频采集图像计算坐标视场缓冲范围；建立定位目标空间拓扑关系。其中，以无人机飞行轨迹建立定位目标的拓扑关系具体是指无人机飞行轨迹与各目标之间的位置关系；定位目标空间拓扑关系具体是指各目标相互之间的位置关系。

如图2所示，本申请实施例提供的运动过程中的目标定位方法包括步骤S201至S207。

S201：沿预设规划路径对每个目标进行有源定位，获得每个目标的初始坐标，并基于目标的初始坐标获得预设测量路径。

示例性地，在图6A至图6E示出了获得预设测量路径607的具体过程。其中，图6A至图6E中包含有三个目标601，无人机沿有源定位的预设规划路径602飞过，对三个目标601分别进行有源定位，获得每个目标601的初始坐标。当然，在对每个目标进行有源定位时，记录有源定位的无人机姿态、无人机与目标距离、光电装置俯仰角、水平角等原始参数。

S202：在预设测量路径上，基于各目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标。

参照图1所示，光电装置挂载于无人机上，飞行测量管理任务计算机根据测量任务控制无人机沿预设测量路径进行飞行，对一个或多个目标进行搜索并锁定。图1示出的仅为无人机对地面目标的定位，当然无人机也可以对空中目标进行定位。此外，设置有光电装置和路径规划装置的无人车或无人船等设备也可以在预设测量路径上搜索并锁定需定位的目标，并且同时实施本申请实施例的其他步骤来对目标进行精确定位。

S203：沿预设测量路径运动过程中，采集每个目标的大于预设组数的测量数据。其中，测量数据包括测量点的位置信息，以及测量点至目标的测量距离。

需要说明的是，当测量点与定位目标不在同一水平面时，如空中飞行装置进行目标定位的场景下，测量点的位置信息包括经纬高数据，即测量点的经度、纬度和高度数据；当测量点与定位目标处于同一水平面时，如无人车或无人船测量地面或海面上的目标的场景下，测量点的位置信息包括经度和纬度。

如图3所示，光电装置在预设测量路径上确定了五个测量点，在每个测量点进行测量数据的采集，共采集五组测量数据。当然，还可以在预设测量路径上采集其他数量的测量数据，比如采集六组、七组测量数据。

S204：针对每个目标，多次不完全重复地选取预设组数的测量数据。

当预设测量路径上具有N个测量点时，多次不重复地选取m个测量点，即可以选取

组测量点，每组有m个测量点。以图3中所示的测量情况为例，图3中的预设测量路径上具有5个测量点，多次不重复地选取3个测量点，一共可以选取

组测量点。

S205：判断基于选取的预设组数的测量数据是否能确定目标的坐标。

当S205的判断结果为是时，即基于选取的预设组数的测量数据能确定目标的坐标，则执行S206：将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标。具体地，每组三个测量点基于空间两点距离的计算公式获得3个方程，3个方程联立求解获得目标坐标，该坐标即为目标的精确坐标。

图4示出了选取三个测量点进行目标坐标计算的示意图，三个测量点分别为点A、点B、点C；目标为点O；点A至点O的距离为L1，点B至点O的距离为L2，点C至点O的距离为L3。目标坐标的具体求解方程如下：

；其中，

为目标的坐标，

为所选取的测量点的坐标，

为测量点至目标的距离。

由于每次数据采集对目标O的对准会有误差，加上激光测距的测量值有一定距离误差，因此存在目标坐标的多个求解方程组均无解的情况，即无法通过求解方程解算获取目标的精确坐标。

当S205的判断结果为否时，即基于选取的预设组数的测量数据不能确定目标的坐标，则执行S207：以预设距离误差对每个目标的初始坐标进行拟合，确定每个目标的精确坐标。具体地，S207中所提及的拟合过程采用多级拟合逼近法。其中，拟合逼近过程中的预设距离误差可依据测量设备的误差范围由人为提前设定，比如3米。

在S207中通过对初始坐标进行拟合，能够获得目标更加精确的坐标。本申请实施例以三级拟合逼近法为例，求取目标O的坐标值，具体方法的步骤描述如图5A和图5B所示。

S501：以每个目标的初始坐标为拟合中心点。示例性地，图5C中

为目标的初始坐标为拟合中心点。

S502：执行拟合步骤。具体拟合步骤如图5B所示，包括步骤S506至S510。

S506：以预设间隔距离将拟合中心点在平面的两个垂直方向上分别扩展第一预设次数，获得矩阵平面。

矩阵平面如图5C所示，在图5C中，第一预设次数为6次，平面的两个垂直方向为左右方向和上下方向。所以，图5C示例性地以预设间隔距离将拟合中心点A₀在左右方向和上下方向分别扩展6次，获得矩阵平面，该矩阵平面包括一个矩阵点坐标系列

。

S507：以预设间隔距离将矩阵平面向上下分别扩展第二预设次数，获得拟合坐标矩阵。

参照图5D所示，矩阵平面A₀向上下分别扩展第二预设次数。在图5D中，第二预设次数为5次，扩展后共11个矩阵平面

，拟合坐标矩阵如下：

。

S508：确定拟合坐标矩阵中的每个坐标与多个测量点之间的计算距离。

示例性地，当测量点的数量为图3所示的5个时，分别计算拟合坐标矩阵中的每个坐标与5个测量点之间的计算距离，即计算拟合坐标矩阵中的每个坐标对应具体5个计算距离。

S509：求解每个计算距离与对应测量距离的误差，并确定拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和，获得误差矩阵。

示例性地，当计算拟合坐标矩阵中的每个坐标对应具体5个计算距离时，拟合坐标矩阵中的每个坐标的5个计算距离分别与对应的5个测量距离之间的误差，获得5个误差。由于误差可能同时存在正值和负值，为避免正负抵消，通过确定拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和来获得如下所示误差矩阵：

。

S510：确定误差矩阵中最小值所对应的坐标。

S503：判断拟合步骤中的预设间隔距离是否达到预设距离误差。其中，预设距离误差由人为提前设定，比如可以设定为0.1米。拟合步骤可以循环执行多次，比如执行三次；第一次执行拟合步骤时，预设间隔距离设置为10米；第二次执行拟合步骤时，预设间隔距离设置为1米；第三次执行拟合步骤时，预设间隔距离设置为0.1米。

若S503的判断结果为否，即拟合步骤中的预设间隔距离未达到预设距离误差，执行S505：调小预设间隔距离，并将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为拟合中心点。执行S505后，循环执行拟合步骤，直至拟合步骤中的预设间隔距离达到预设距离误差。若S503的判断结果为是，即拟合步骤中的预设间隔距离达到预设距离误差，执行S504：将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为精确坐标。

每个目标对应的多个测量点满足如下条件：每个目标的任意一个测量点与其他任意两个测量点组合形成的角度大于预设角度；在每个目标的任意三个测量点组成的三角形中，任意顶点到对边的距离大于或等于预设距离。其中，预设角度和预设距离都由人为提前设定，比如：预设角度可以在5°至170°之间取值，用户可根据需要具体设定，如预设角度设置为10°；预设距离可由人为提前设定，例如，可以人为设置为20米，也可以基于获得的测量点至目标的距离进行调节，测量点至目标的距离越大，预设距离越大。

每个目标均对应有多个测量点，比如图3所示的目标对应有五个测量点。任意一个测量点与其他任意两个测量点组合形成一个角度，任意三个测量点能够组成一个三角形。通过使用目标对应的测量点满足以上条件，避免测量点之间过于拥挤，进而使多组测量数据进行精确坐标计算时或初始坐标进行拟合时尽可能地消除测量误差，保证所获得的精确坐标具有较高的精度。

示例性地，图4所示的三个测量点

均大于预设角度，点B至线段AC的距离、点A至线段BC的距离、点C至线段AB的距离均大于预设距离。

本申请实施例中的预设测量路径通过图7所示的步骤S701至S705生成，同时图6A至图6E形象地展示了预设测量路径的生成过程，下面以图6A至图6E为例对图7所示的步骤S701至S705进行说明。

S701：以目标的初始坐标为圆心并以预设规划路径为切线，获得最佳视角点。如图6A所示，以目标601画圆，圆形区域与有源定位的预设规划路径602相切，获得与每个目标601对应的最佳视角点603。

S702：以预设缓冲半径为每个最佳视角点建立缓冲范围。其中，预设缓冲半径由人为提前进行设定，比如预设缓冲半径为100米。如图6B所示，以最佳视角点603为圆心，以100米为预设缓冲半径，建立每个目标的缓冲范围604。

S703：对缓冲范围的多条切线进行并集运算，获得缓冲多边形。如图6C所示，切线并集运算后获得缓冲多边形605。

S704：沿缓冲多边形的中心分割线，每隔预设长度设置一段圆弧，并使相邻两个圆弧位于中心分割线的两侧。其中，预设长度由人为提前设定，比如预设长度设定为200米。图6C中形成了缓冲多边形605，如图6D所示，根据缓冲多边形605获得中心分割线606。如图6E所示，沿中心分割线606每个预设长度设置一段圆弧607，并且相邻圆弧607位于中心分割线606的两侧。

S705：组合多段圆弧，形成预设测量路径。

本申请实施例通过步骤S701至S705获得的预设测量路径，能够更加容易获得满足以上条件的测量点，方便了对目标的精确定位。

如图8所示，采集每个目标的大于三组测量数据，包括步骤S801和S802。

S801：将每两段相邻的圆弧按照预设比例划分为开始段、中间段和末尾段。比如，将每两段圆弧的前1/5划分为开始段，每两段圆弧的中间1/4划分为中间段，每两段圆弧的后1/5划分为末尾段。

S802：对每个目标在开始段和末尾段至少各采集一个测量数据，在中间段至少采集两个测量数据。也即，在对每个目标在开始段和末尾段至少各设置一个测量点，在中间段至少设置两个测量点。

通过在预设测量路径上采用S801和S802所示的方式设置的测量点更容易满足以上条件，对目标的定位也更加精确。

如图9所示，在预设测量路径上搜索并锁定需定位的目标包括步骤S901至S904。

S901：根据初始坐标和光电装置所处位置，确定目标所在方位。具体地，通过比较目标的初始位置和光电装置所处位置，便可以确定目标所在方位。比如：目标位于预设测量路径的左前方，并与预设测量路径的夹角为30°。

S902：控制光电装置旋转至目标所在方位。通过S801中确定的目标所在方位便可以获知后续如何控制光电装置进行旋转，通过将光电装置旋转至目标所在方位，使将要测量定位的目标位于光电装置的视场中。

S903：在光电装置的视场中进行搜索。

S904：搜索到目标后将光电装置的焦点移动至目标的中心。

该方法还包括：在有源定位过程中采集目标的图像特征，形成目标特征库。S903具体为：利用目标特征库，在光电装置的视场中进行特征匹配。通过特征匹配能够确定光电装置的视场中哪部分为目标。比如，目标为越野汽车，目标特征库中包含车轮、车身形状等越野汽车特征，通过比较光电装置的视场中的各区域，将符合越野汽车特征的区域确定为目标，进而实现了对目标的搜索。

本申请提供的方法还包括：统计有源定位在不同测量距离对应误差，形成误差分布表。如图10所示，在预设测量路径上搜索并锁定需定位的目标，该方法还包括步骤S1001和S1002。

S1001：调整光电装置的视场尺寸至有源定位时的视场尺寸。将搜索目标时的光电装置的视场尺寸还原至有源定位时的视场尺寸，为后续利用误差分布表提供了基础。

S1002：查找误差分布表，以当前距离的误差范围的预设倍数在光电装置的视场中搜索目标。其中，误差范围通过查找误差分布表获知，预设倍数由人为设定；比如，预设倍数为2倍。

通过S1001和S1002缩小了搜索范围，不需要在光电装置的整个视场中进行寻找，进而能够缩短搜索时间，快速地搜索到目标。

本申请实施例上述的方法通过多次不完全重复地选取预设组数的所述测量数据，或者对每个目标的初始坐标进行拟合来目标的精确坐标，大幅减小了定位误差，提高了对目标定位的精度。

虽然本申请实施例提供了以上的方法步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。另外，本申请实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在该运动过程中的目标定位方法执行时，可以按照本实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

如图11所示，本申请实施例还提供了一种运动过程中的目标定位装置1100，该运动过程中的目标定位装置1100包括路径模块1101、锁定模块1102、采集模块1103和计算模块1104。

路径模块1101用于沿预设规划路径对每个目标进行有源定位，获得每个目标的初始坐标，并基于目标的初始坐标获得预设测量路径。锁定模块1102用于在预设测量路径上，基于各目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标。采集模块1103用于沿预设测量路径运动过程中，采集每个目标的大于预设组数的测量数据；其中，测量数据包括测量点的位置信息，以及测量点至目标的测量距离。计算模块1104用于针对每个目标，多次不完全重复地选取预设组数的测量数据，并判断基于选取的预设组数的测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个目标的初始坐标进行拟合，确定每个目标的精确坐标。

计算模块1104在用于以预设距离误差对每个目标的初始坐标进行拟合，确定每个目标的精确坐标时，具体用于：以每个目标的初始坐标为拟合中心点，执行拟合步骤；判断拟合步骤中的预设间隔距离是否达到预设距离误差；若未达到，调小预设间隔距离，并将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为拟合中心点，循环执行拟合步骤；若达到，将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为精确坐标；其中，拟合步骤包括：以预设间隔距离将拟合中心点在平面的两个垂直方向上分别扩展第一预设次数，获得矩阵平面；以预设间隔距离将矩阵平面向上下分别扩展第二预设次数，获得拟合坐标矩阵；确定拟合坐标矩阵中的每个坐标与多个测量点之间的计算距离；求解每个计算距离与对应测量距离的误差，并确定拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和，获得误差矩阵；确定误差矩阵中最小值所对应的坐标。

每个目标对应的多个测量点满足如下条件：每个目标的任意一个测量点与其他任意两个测量点组合形成的角度大于预设角度；在每个目标的任意三个测量点组成的三角形中，任意顶点到对边的距离大于或等于预设距离。

路径模块1101用于基于目标的初始坐标获得预设测量路径时，具体用于：以目标的初始坐标为圆心并以预设规划路径为切线，获得最佳视角点；以预设缓冲半径为每个最佳视角点建立缓冲范围；对缓冲范围的多条切线进行并集运算，获得缓冲多边形；沿缓冲多边形的中心分割线，每隔预设长度设置一段圆弧，并使相邻两个圆弧位于中心分割线的两侧；组合多段圆弧，形成预设测量路径。

采集模块1103具体用于：将每两段相邻的圆弧按照预设比例划分为开始段、中间段和末尾段；对每个目标在开始段和末尾段至少各采集一个测量数据，在中间段至少采集两个测量数据。

锁定模块1102具体用于：根据初始坐标和用于定位目标的光电装置所处位置，确定目标所在方位；控制光电装置旋转至目标所在方位；在光电装置的视场中进行搜索；搜索到目标后将光电装置的焦点移动至目标的中心。

该运动过程中的目标定位装置1100还包括：特征模块，用于在有源定位过程中采集目标的图像特征，形成目标特征库；锁定模块1102在光电装置的视场中进行搜索，具体用于：利用目标特征库，在光电装置的视场中进行特征匹配。锁定模块1102还用于：调整光电装置的视场尺寸至有源定位时的视场尺寸；查找误差分布表，以当前距离的误差范围的预设倍数在光电装置的视场中搜索目标。

本申请实施例所述装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现本申请实施例以上提供的方法。具体地，上述的计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器、只读存储器、缓存、硬盘或者存储卡。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的硬件的方式来实现。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可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本申实施例所述的方法。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本申请的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种运动过程中的目标定位方法，其特征在于，包括：

沿预设规划路径对每个目标进行有源定位，获得每个所述目标的初始坐标，并基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径；

在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标；

沿所述预设测量路径运动过程中，采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据；其中，所述测量数据包括测量点的位置信息，以及所述测量点至所述目标的测量距离；

针对每个所述目标，多次不完全重复地选取预设组数的所述测量数据，并判断基于选取的预设组数的所述测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个所述目标的初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标。

2.根据权利要求1所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，所述以预设距离误差对每个所述目标的所述初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标，包括：

以每个所述目标的所述初始坐标为拟合中心点，执行拟合步骤；

判断所述拟合步骤中的预设间隔距离是否达到所述预设距离误差；

若未达到，调小所述预设间隔距离，并将误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述拟合中心点，循环执行所述拟合步骤；

若达到，将所述误差矩阵中最小值所对应的坐标作为所述精确坐标；

其中，所述拟合步骤包括：

以所述预设间隔距离将所述拟合中心点在平面的两个垂直方向上分别扩展第一预设次数，获得矩阵平面；

以所述预设间隔距离将所述矩阵平面向上下分别扩展第二预设次数，获得拟合坐标矩阵；

确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标与多个所述测量点之间的计算距离；

求解每个所述计算距离与对应所述测量距离的误差，并确定所述拟合坐标矩阵中的每个坐标的多个误差的绝对值之和，获得所述误差矩阵；

确定所述误差矩阵中最小值所对应的坐标。

3.根据权利要求1所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，每个所述目标对应的多个所述测量点满足如下条件：

每个所述目标的任意一个所述测量点与其他任意两个所述测量点组合形成的角度大于预设角度；

在每个所述目标的任意三个所述测量点组成的三角形中，任意顶点到对边的距离大于或等于预设距离。

4.根据权利要求1或2所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，所述基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径，包括：

以所述目标的所述初始坐标为圆心并以所述预设规划路径为切线，获得最佳视角点；

以预设缓冲半径为每个所述最佳视角点建立缓冲范围；

对所述缓冲范围的多条切线进行并集运算，获得缓冲多边形；

沿所述缓冲多边形的中心分割线，每隔预设长度设置一段圆弧，并使相邻两个所述圆弧位于所述中心分割线的两侧；

组合多段所述圆弧，形成所述预设测量路径。

5.根据权利要求4所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，所述采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据，包括：

将每两段相邻的所述圆弧按照预设比例划分为开始段、中间段和末尾段；

对每个所述目标在所述开始段和所述末尾段至少各采集一个所述测量数据，在所述中间段至少采集两个所述测量数据。

6.根据权利要求1所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，所述在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标，包括：

根据所述初始坐标和用于定位所述目标的光电装置所处位置，确定所述目标所在方位；

控制所述光电装置旋转至所述目标所在方位；

在所述光电装置的视场中进行搜索；

搜索到所述目标后将所述光电装置的焦点移动至所述目标的中心。

7.根据权利要求6所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，还包括：在所述有源定位过程中采集所述目标的图像特征，形成目标特征库；

所述在所述光电装置的视场中进行搜索，包括：利用所述目标特征库，在所述光电装置的视场中进行特征匹配。

8.根据权利要求7所述的运动过程中的目标定位方法，其特征在于，所述在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标，还包括：

调整所述光电装置的视场尺寸至所述有源定位时的视场尺寸；

查找误差分布表，以当前距离的误差范围的预设倍数在所述光电装置的视场中搜索所述目标。

9.一种运动过程中的目标定位装置，其特征在于，包括：

路径模块，用于沿预设规划路径对每个所述目标进行有源定位，获得每个所述目标的初始坐标，并基于所述目标的初始坐标获得预设测量路径；

锁定模块，用于在所述预设测量路径上，基于各所述目标的初始坐标搜索并锁定需定位的目标；

采集模块，用于沿所述预设测量路径运动过程中，采集每个所述目标的大于预设组数的测量数据；其中，所述测量数据包括测量点的位置信息，以及所述测量点至所述目标的测量距离；

计算模块，用于针对每个所述目标，多次不完全重复地选取预设组数的所述测量数据，并判断基于选取的预设组数的所述测量数据是否能确定目标的坐标；若能，则将所确定的目标的坐标作为目标的精确坐标；否则，以预设距离误差对每个所述目标的初始坐标进行拟合，确定每个所述目标的精确坐标。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

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