CN118158528A - 基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质，通过将期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸与获取到的目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息进行综合考虑，对拍摄设备的焦距进行灵活控制，以实现拍摄设备实时准确调焦，保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像，进而真正满足自动化拍摄需求。

Description

基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及拍摄技术领域，尤其涉及一种基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

无人机飞行过程中，当飞行高度(H)和观测角度A不变，巡检观测地面目标时，地形高程(Dem)的起伏变化会导致观测距离L变化，尤其是在飞跃山岭、峡谷等地形起伏剧烈的地势的时候，L的变化会影响GR(地理分辨率，即画面中每个像素代表的物理尺寸)的变化，从而影响物体在图像上成像的像素数量。

目前，为了保证目标在图像画面中有足够成像的像素数量，一般常用的方法有：人工手动调节焦距，即目标成像像素较少时手动调节相机焦距，以使目标在图像上的大小适宜观测；设定焦距，即提前设置几个固定的焦距值，并根据当前环境自动变焦到预设焦距值。然而，实践发现，手动调焦繁琐效率低且准确性低，不适合自动化拍摄的场景；通过预设焦距方式调焦不够灵活，依旧无法满足自动化的拍摄需求。因此，提出一种新的焦距自动控制技术，以实现灵活准确调焦，从而真正满足自动化拍摄需求的技术方案显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质，能够灵活准确调焦，从而真正满足自动化拍摄需求。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种基于地理分辨率的焦距控制方法，所述方法包括：

确定目标对象的地理分辨率，所述地理分辨率为期望拍摄到的所述目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，所述目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；

获取所述目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄所述目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；

根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据所述目标对象的当前地理位置信息及所述拍摄设备的当前地理位置信息，计算所述目标对象与所述拍摄设备之间的目标距离；

获取所述拍摄设备的当前焦距；

根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据计算出的所述目标距离与确定出的所述地理分辨率，计算满足所述地理分辨率所对应的目标焦距；

计算所述当前焦距和所述目标焦距之间的焦距差绝对值，并将所述焦距差绝对值与预先确定出的焦距差阈值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果用于表示所述焦距差绝对值大于等于所述焦距差阈值时，根据所述焦距差绝对值及所述焦距差阈值，生成所述拍摄设备的焦距控制参数；

根据所述焦距控制参数，控制所述拍摄设备从所述当前焦距变焦到所述目标焦距。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述目标对象的当前地理位置信息包括所述目标对象在当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度及所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，所述拍摄设备的当前地理位置信息包括所述拍摄设备在当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度及所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度；

其中，所述目标距离的计算公式如下：

式中，L为所述目标距离，R为该经纬度坐标系对应的地球半径，lat1、lon1、h1分别为所述目标对象在该当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度、所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，lat0、lon0、h0分别为所述拍摄设备在该当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度、所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述目标焦距的计算公式如下：

式中，Ft为所述目标焦距，du为所述拍摄设备的像元尺寸，pixelh为所述拍摄设备的水平像素宽度，GR为所述地理分辨率。

作为一种可选的实施方式，所述焦距差阈值由目标数量与所述拍摄设备在一个控制周期内的最大变焦距离确定，所述目标数量由所述拍摄设备对应的延时控制时长与所述拍摄设备的控制周期确定，所述最大变焦距离由所述拍摄设备的变焦速度及所述拍摄设备的通讯控制频率确定；

其中，所述拍摄设备的变焦速度包括所述拍摄设备的最大变焦速度或所述拍摄设备的平均变焦速度，所述拍摄设备的通讯控制频率包括所述拍摄设备的最大通讯控制频率或者所述拍摄设备的平均通讯控制频率，所述拍摄设备的延时控制时长包括所述拍摄设备的最大延时控制时长或者所述拍摄设备的平均延时控制时长。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述确定目标对象的地理分辨率，包括：

确定目标对象的目标部位的信息，所述目标部位的信息包括所述目标部位的尺寸，所述目标部位的尺寸包括所述目标部位的最窄边的尺寸，所述目标部位包括所述目标对象的所有部位中径向尺寸最小的部位或所述目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位；

获取所述拍摄设备的图像识别性能参数，并根据所述目标部位的信息及所述图像识别性能参数，确定观测所述目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数；

对所述目标部位的最窄边与所述像素个数进行求除计算，得到所述目标对象的地理分辨率。

本发明第二方面公开了一种基于地理分辨率的焦距控制装置，所述装置包括：

确定模块，用于确定目标对象的地理分辨率，所述地理分辨率为期望拍摄到的所述目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，所述目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；

获取模块，用于获取所述目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄所述目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；

控制模块，用于根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述控制模块根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作的具体方式包括：

根据所述目标对象的当前地理位置信息及所述拍摄设备的当前地理位置信息，计算所述目标对象与所述拍摄设备之间的目标距离；

获取所述拍摄设备的当前焦距；

根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述控制模块根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作的具体方式包括：

根据计算出的所述目标距离与确定出的所述地理分辨率，计算满足所述地理分辨率所对应的目标焦距；

计算所述当前焦距和所述目标焦距之间的焦距差绝对值，并将所述焦距差绝对值与预先确定出的焦距差阈值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果用于表示所述焦距差绝对值大于等于所述焦距差阈值时，根据所述焦距差绝对值及所述焦距差阈值，生成所述拍摄设备的焦距控制参数；

根据所述焦距控制参数，控制所述拍摄设备从所述当前焦距变焦到所述目标焦距。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述目标对象的当前地理位置信息包括所述目标对象在当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度及所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，所述拍摄设备的当前地理位置信息包括所述拍摄设备在当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度及所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度；

其中，所述目标距离的计算公式如下：

式中，L为所述目标距离，R为该经纬度坐标系对应的地球半径，lat1、lon1、h1分别为所述目标对象在该当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度、所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，lat0、lon0、h0分别为所述拍摄设备在该当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度、所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述目标焦距的计算公式如下：

式中，Ft为所述目标焦距，du为所述拍摄设备的像元尺寸，pixelh为所述拍摄设备的水平像素宽度，GR为所述地理分辨率。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述焦距差阈值由目标数量与所述拍摄设备在一个控制周期内的最大变焦距离确定，所述目标数量由所述拍摄设备对应的延时控制时长与所述拍摄设备的控制周期确定，所述最大变焦距离由所述拍摄设备的变焦速度及所述拍摄设备的通讯控制频率确定；

其中，所述拍摄设备的变焦速度包括所述拍摄设备的最大变焦速度或所述拍摄设备的平均变焦速度，所述拍摄设备的通讯控制频率包括所述拍摄设备的最大通讯控制频率或者所述拍摄设备的平均通讯控制频率，所述拍摄设备的延时控制时长包括所述拍摄设备的最大延时控制时长或者所述拍摄设备的平均延时控制时长。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述确定模块确定目标对象的地理分辨率的具体方式包括：

确定目标对象的目标部位的信息，所述目标部位的信息包括所述目标部位的尺寸，所述目标部位的尺寸包括所述目标部位的最窄边的尺寸，所述目标部位包括所述目标对象的所有部位中径向尺寸最小的部位或所述目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位；

获取所述拍摄设备的图像识别性能参数，并根据所述目标部位的信息及所述图像识别性能参数，确定观测所述目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数；

对所述目标部位的最窄边与所述像素个数进行求除计算，得到所述目标对象的地理分辨率。

本发明第三方面公开了一种拍摄设备，所述拍摄设备包括设备本体，所述拍设设备还包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的任意一种基于地理分辨率的焦距控制方法中的部分或全部步骤。

本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的任意一种基于地理分辨率的焦距控制方法中的部分或全部步骤。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，确定目标对象的地理分辨率，该地理分辨率为期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；获取目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作。可见，本发明通过将期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸与获取到的目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息进行综合考虑，对拍摄设备的焦距进行灵活控制，以实现拍摄设备实时准确调焦，保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像，进而真正满足自动化拍摄需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例公开的一种基于地理分辨率的焦距控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的一种基于地理分辨率的焦距控制装置的流程示意图

图3是本发明实施例公开的另一种基于地理分辨率的焦距控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的一种拍设设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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，且本发明涉及国家重点研发计划资助(National Key R&D Program of China)。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或端固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明公开了一种基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质，将期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸与获取到的目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息进行综合考虑，对拍摄设备的焦距进行灵活控制，以实现拍摄设备实时准确调焦，保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像，进而真正满足自动化拍摄需求。以下分别进行详细的说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种基于地理分辨率的焦距控制方法的流程示意图。其中，图1所描述的方法可以应用于任何设置有基于地理分辨率的焦距控制装置且需要进行焦距控制的拍摄场景中，其中，该装置可以包括拍摄设备或用于控制拍摄设备的集控中心，其中，集控中心包括服务器(本地服务器或云端服务器)或控制平台。如图1所示，该基于地理分辨率的焦距控制方法可以包括以下操作：

101、确定目标对象的地理分辨率，该地理分辨率为期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，该目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象。

102、获取目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息。

本发明实施例中，拍摄设备为任何能够对目标对象进行图像拍摄的设备，如无人机。

本发明实施例中，拍摄设备在拍摄的过程中，其飞行路线可以是固定的，也可以是随机的，以及其观测的姿态角度可以是固定的，也可以是随机的，本发明实施例不做限定。

103、根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作。

可见，实施图1所描述的基于地理分辨率的焦距控制方法能够将期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸与获取到的目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息进行综合考虑，对拍摄设备的焦距进行灵活控制，以实现拍摄设备实时准确调焦，保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像，进而真正满足自动化拍摄需求。

本发明实施例中，作为一种可选的实施方式，根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据目标对象的当前地理位置信息及拍摄设备的当前地理位置信息，计算目标对象与拍摄设备之间的目标距离；

获取拍摄设备的当前焦距；

根据计算出的目标距离、当前焦距及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作。

需要说明的是，当前焦距的获取过程可以和目标距离的计算过程同时发生，也可以发生在目标距离的计算过程之前，本发明实施例不做限定。

该可选的实施方式中，上述目标对象的当前地理位置信息包括目标对象在当前地理位置下的经度、目标对象在该当前地理位置下的纬度及目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，拍摄设备的当前地理位置信息包括拍摄设备在当前地理位置下的经度、拍摄设备在该当前地理位置下的纬度及拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度；

其中，上述目标距离的计算公式如下：

式中，L为上述目标距离，R为该经纬度坐标系对应的地球半径，lat1、lon1、h1分别为目标对象在该当前地理位置下的经度、目标对象在该当前地理位置下的纬度、目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，lat0、lon0、h0分别为拍摄设备在该当前地理位置下的经度、拍摄设备在该当前地理位置下的纬度、拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度。

可见，本发明实施例还能够基于获取到的拍摄设备及目标对象各自的经度、纬度及对应坐标下的高度，对拍摄设备及目标对象之间的距离进行计算，能够实现该距离的准确确定，并结合计算出的所期望的目标对象的地理分辨率及拍摄设备相机的当前焦距，共同对拍摄设备的焦距进行平滑灵活控制，进一步提高了拍摄设备的灵活控制准确性，以实时自动调焦。

本发明实施例中，进一步可选的，根据计算出的目标距离、当前焦距及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据计算出的目标距离与确定出的地理分辨率及预先确定出的拍摄设备的设备信息，计算满足地理分辨率所对应的目标焦距，该拍摄设备的设备信息包括该拍摄设备的像元尺寸及拍摄设备的水平像素宽度；

计算当前焦距和目标焦距之间的焦距差绝对值，并将焦距差绝对值与预先确定出的焦距差阈值进行比较，得到比较结果；

当比较结果用于表示焦距差绝对值大于等于焦距差阈值时，根据焦距差绝对值及焦距差阈值，生成拍摄设备的焦距控制参数；

根据焦距控制参数，控制拍摄设备从当前焦距变焦到目标焦距。

该可选的实施方式中，该目标焦距的计算公式如下：

式中，Ft为目标焦距，du为拍摄设备的像元尺寸，pixelh为拍摄设备的水平像素宽度，GR为地理分辨率。

该可选的实施方式中，焦距差阈值由目标数量与拍摄设备在一个控制周期内的最大变焦距离确定，目标数量由拍摄设备对应的延时控制时长与拍摄设备的控制周期确定，最大变焦距离由拍摄设备的变焦速度及拍摄设备的通讯控制频率确定；其中，拍摄设备的变焦速度包括拍摄设备的最大变焦速度或拍摄设备的平均变焦速度，拍摄设备的通讯控制频率包括拍摄设备的最大通讯控制频率或者拍摄设备的平均通讯控制频率，拍摄设备的延时控制时长包括拍摄设备的最大延时控制时长或者拍摄设备的平均延时控制时长。其中，需要说明的是，焦距差阈值可以是由焦距控制装置确定的，也可以是由其他装置确定的，其中，当由其他装置确定时，当需要用到时，是通过其他装置发送给焦距控制装置；以及，焦距差阈值可以是在预先确定好的，当需要用时直接获取使用，也可以是当需要使用时，再进行确定的，本发明实施例不做限定。

该可选的实施方式中，焦距控制参数包括焦距控制移动方向及焦距控制移动速度。

该可选的实施方式中，当比较结果用于表示焦距差绝对值小于焦距差阈值时，无需进行焦距调节，即以当前焦距继续对目标对象进行拍摄。

该可选的实施方式中，当控制拍摄设备从当前焦距变焦到目标焦距时，重新执行上述的获取目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息的步骤以及上述的根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的步骤，直至拍摄完毕目标对象或者所拍摄到的目标对象的图像质量满足预设图像质量需求。

可见，本发明实施例还能够通过将拍摄设备与目标对象之间的距离，与所期望的目标对象的地理分辨率及拍摄设备的像元尺寸及水平像素宽度，共同计算所需的目标焦距，能够实现所需目标焦距的计算准确性，再结合拍摄设备的当前焦距与设定的焦距控制阈值进行比较，并根据比较结果，对拍摄设备的焦距进行平滑灵活控制，提高了灵活准确调焦的可靠性，进一步提高了自动调节焦距的实时可靠性，进一步保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者机器视觉)获得图像大小符合观测需求的图像。

在一个可选的实施方式中，确定目标对象的地理分辨率，包括：

确定目标对象的目标部位的信息，该目标部位的信息包括目标部位的尺寸，该目标部位的尺寸包括目标部位的最窄边的尺寸，该目标部位包括目标对象的所有部位中径向尺寸最小的部位或目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位；

获取拍摄设备的图像识别性能参数，并根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数；

对目标部位的最窄边与像素个数进行求除计算，得到目标对象的地理分辨率。

该可选的实施例中，当该目标部位包括目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位时，对该目标部位进行举例说明，如目标对象的部位A、部位B、部位C的纹理复杂度分别为5、10、7，其中，数字越大，表示纹理越复杂，此时选择部位B作为目标部位。

该可选的实施方式中，图像识别性能参数包括但不限于白平衡、信噪比、视广角、镜头质量及光阑系数中的一种或多种。且考虑的性能参数的越多，其得到的最少需要的像素个数就越准确，进而有利于提高地理分辨率的计算精准性。

该可选的实施方式中，该目标部位的尺寸还包括目标部位除最窄边之外的边的尺寸。

可见，本发明实施例还能够通过将目标对象中径向尺寸最小或者复杂度最大的部位的最窄边的尺寸与拍摄设备的图像识别性能参数，共同确定拍摄到的图像中最少需要的像素个数，进而和最窄边的尺寸对目标对象的地理分辨率进行计算，能够计算出准确的地理分辨率，从而进一步有利于提高拍摄设备的焦距灵活控制准确性，得到所需的焦距，进而拍摄到所需的像素数量的图像。

以目标对象为数字牌、拍摄设备为无人机为例对本发明进行举例说明：

在无人机飞行过程中，希望无人机吊舱能全自动清晰观测地面摆放的数字牌且数字牌大小为0.5米*1米，数字牌的最窄边的宽度0.2米，无人机的像元尺寸为1920*1080分辨率，水平像素宽度为1920，无人机机载内置的图像识别器(AI识别模块)要求最窄边在拍摄到的图像上最少需要有4个像素，则计算出数字牌的地理分辨率为GR＝0.2/4＝0.05米，即一个像素代表5厘米的实际物理长度；并获取到数字牌在当前地理位置下的经度、纬度及该经度纬度坐标下的高度分别为lat1，lon1，h1以及获取到无人机在当前地理位置下的经度、纬度及该经度纬度坐标下的高度分别为lat0，lon0，h0，以及通过上述目标距离的计算公式，计算出数字牌与无人机之间的目标距离L；假设无人机吊舱当前观测的目标画面中无人机与数字牌之间距离L＝200米，则目标焦距为Ft＝2.9/1000000*1920/2*tan(1920*atan(0.05/2/200))＝11.376mm；假设获取到无人机的当前焦距Fi＝15，无人机的最大变焦速度为Vf＝40毫米/秒，最大通讯控制频率为50hz，若无人机最大接受的延时控制时长小于100ms，则最多允许五个控制周期的延时，每一个控制周期，无人机的最大变焦距离为40*1/50＝0.8ms，五个控制周期可以运动0.8*5＝4mm，则控制焦距差阈值β<4即可，但Ft-Fi＝15-11.376＝4.53，大于等于焦距差阈值，因此，需要控制(如全速控制)无人机将当前焦距切换到目标焦距Ft。

在一个可选的实施例中，上述目标部位的信息还可以包括目标部位的轮廓以及目标部位的面积；以及该方法还可以包括以下步骤：

根据目标部位的轮廓，预估目标部位的周长，并计算该在周长与面积之比，得到目标部位的目标周面比；

判断目标周面比是否大于等于预设周面比；

当判断目标周面比小于预设周面比时，触发执行上述的根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数的操作；

当判断出目标周面比大于等于预设周面比时，计算目标周面比与预设周面比的周面比差值；

其中，根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数，包括：

根据目标部位的信息、周面比差值以及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数。

该可选的实施例中，目标周面比越大，表示目标部位的周长对应的曲率就越大或者目标部位的轮廓就越复杂，对应的拍摄到的目标部位的图像所对应的最少需要的像素个数就越多。

可见，该可选的实施例先将计算出的目标部位的周面比与预设周面比进行比较，若比较出较小，则在确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数时，无需将计算出的目标周面比考虑进去，也能得到准确的像个个数，即可以得到准确的地理分辨率；若比较出较大，则在确定像素个数一并将其考虑进去，能够减少由于目标部位的边比较复杂但未考虑进去而导致无法得到准确的地理分辨率，进而导致后续拍摄出的图像不清晰，无法满足视觉需求的情况发生。

在另一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下步骤：

获取拍摄设备的当前飞行路线对应的地形起伏情况及环境情况，该环境情况包括环境光照强度和/或环境可见度；

分析拍摄设备继续以当前飞行路线时，获取到的地形起伏情况及环境情况是否会影响目标对象的拍摄效果；

当判断出结果为否时，触发执行上述的根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的步骤；

当判断出结果为是时，分析拍摄设备继续以当前飞行路线时，获取到的地形起伏情况及环境情况对目标对象所产生的拍摄影响情况，该拍摄影响情况包括图像清晰失真度、图像大小失真度及图像颜色失真度中的一种或多种；

根据拍摄影响情况，对确定出的地理分辨率执行修正操作，得到修正后的地理分辨率，并触发执行上述的根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的步骤。

可见，该可选的实施例通过当判断出拍摄设备若继续以当前飞行路线其对应的环境及地形不会对目标对象的拍摄效果产生不良影响时，继续基于前述得到的地理分辨率进行焦距调节；若产生不良影响，则根据产生的拍摄影响情况对前述得到的地理分辨率执行修正操作，进一步提高地理分辨率的确定准确性，从而保证焦距的调节精准性，进而进一步保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种基于地理分辨率的焦距控制装置的结构示意图。其中，该装置可以应用于任何需要进行焦距控制的拍摄场景中，且该装置可以包括拍摄设备或用于控制拍摄设备的集控中心，其中，集控中心包括服务器(本地服务器或云端服务器)或控制平台。如图2所示，该装置包括：

确定模块201，用于确定目标对象的地理分辨率，该地理分辨率为期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，该目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；

获取模块202，用于获取目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；

控制模块203，用于根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作。

可见，实施图2所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置通过将期望拍摄到的目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸与获取到的目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息进行综合考虑，对拍摄设备的焦距进行灵活控制，以实现拍摄设备实时准确调焦，保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像，进而真正满足自动化拍摄需求。

在一个可选的实施例中，控制模块203根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的具体方式包括：

根据目标对象的当前地理位置信息及拍摄设备的当前地理位置信息，计算目标对象与拍摄设备之间的目标距离；

获取拍摄设备的当前焦距；

根据计算出的目标距离、当前焦距及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作。

该可选的实施方式中，上述目标对象的当前地理位置信息包括目标对象在当前地理位置下的经度、目标对象在该当前地理位置下的纬度及目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，拍摄设备的当前地理位置信息包括拍摄设备在当前地理位置下的经度、拍摄设备在该当前地理位置下的纬度及拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度；

其中，上述目标距离的计算公式如下：

式中，L为上述目标距离，R为该经纬度坐标系对应的地球半径，lat1、lon1、h1分别为目标对象在该当前地理位置下的经度、目标对象在该当前地理位置下的纬度、目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，lat0、lon0、h0分别为拍摄设备在该当前地理位置下的经度、拍摄设备在该当前地理位置下的纬度、拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度。

可见，实施图2所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置还能够基于获取到的拍摄设备及目标对象各自的经度、纬度及对应坐标下的高度，对拍摄设备及目标对象之间的距离进行计算，能够实现该距离的准确确定，并结合计算出的所期望的目标对象的地理分辨率及拍摄设备相机的当前焦距，共同对拍摄设备的焦距进行平滑灵活控制，进一步提高了拍摄设备的灵活控制准确性，以实时自动调焦。

在另一个可选的实施例中，控制模块203根据计算出的目标距离、当前焦距及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的具体方式包括：

根据计算出的目标距离与确定出的地理分辨率及预先确定出的拍摄设备的设备信息，计算满足地理分辨率所对应的目标焦距，该拍摄设备的设备信息包括该拍摄设备的像元尺寸及拍摄设备的水平像素宽度；

计算当前焦距和目标焦距之间的焦距差绝对值，并将焦距差绝对值与预先确定出的焦距差阈值进行比较，得到比较结果；

当比较结果用于表示焦距差绝对值大于等于焦距差阈值时，根据焦距差绝对值及焦距差阈值，生成拍摄设备的焦距控制参数；

根据焦距控制参数，控制拍摄设备从当前焦距变焦到目标焦距。

该可选的实施方式中，该目标焦距的计算公式如下：

式中，Ft为目标焦距，du为拍摄设备的像元尺寸，pixelh为拍摄设备的水平像素宽度，GR为地理分辨率。

该可选的实施方式中，焦距差阈值由目标数量与拍摄设备在一个控制周期内的最大变焦距离确定，目标数量由拍摄设备对应的延时控制时长与拍摄设备的控制周期确定，最大变焦距离由拍摄设备的变焦速度及拍摄设备的通讯控制频率确定；其中，拍摄设备的变焦速度包括拍摄设备的最大变焦速度或拍摄设备的平均变焦速度，拍摄设备的通讯控制频率包括拍摄设备的最大通讯控制频率或者拍摄设备的平均通讯控制频率，拍摄设备的延时控制时长包括拍摄设备的最大延时控制时长或者拍摄设备的平均延时控制时长。

可见，实施图2所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置还能够通过将拍摄设备与目标对象之间的距离，与所期望的目标对象的地理分辨率及拍摄设备的像元尺寸及水平像素宽度，共同计算所需的目标焦距，能够实现所需目标焦距的计算准确性，再结合拍摄设备的当前焦距与设定的焦距控制阈值进行比较，并根据比较结果，对拍摄设备的焦距进行平滑灵活控制，提高了灵活准确调焦的可靠性，进一步提高了自动调节焦距的实时可靠性，进一步保证目标对象在图像画面中有足够成像的像素数量，从而保证观测者(人类或者机器视觉)获得图像大小符合观测需求的图像。

在又一个可选的实施例中，确定模块201确定目标对象的地理分辨率的具体方式包括：

确定目标对象的目标部位的信息，该目标部位的信息包括目标部位的尺寸，该目标部位的尺寸包括目标部位的最窄边的尺寸，该目标部位包括目标对象的所有部位中径向尺寸最小的部位或目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位；

获取拍摄设备的图像识别性能参数，并根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数；

对目标部位的最窄边与像素个数进行求除计算，得到目标对象的地理分辨率。

该可选的实施例中，当该目标部位包括目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位时，对该目标部位进行举例说明，如目标对象的部位A、部位B、部位C的纹理复杂度分别为5、10、7，其中，数字越大，表示纹理越复杂，此时选择部位B作为目标部位。

该可选的实施方式中，图像识别性能参数包括但不限于白平衡、信噪比、视广角、镜头质量及光阑系数中的一种或多种。且考虑的性能参数的越多，其得到的最少需要的像素个数就越准确，进而有利于提高地理分辨率的计算精准性。

该可选的实施方式中，该目标部位的尺寸还包括目标部位除最窄边之外的边的尺寸。

可见，实施图2所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置还能够通过将目标对象中径向尺寸最小或者复杂度最大的部位的最窄边的尺寸与拍摄设备的图像识别性能参数，共同确定拍摄到的图像中最少需要的像素个数，进而和最窄边的尺寸对目标对象的地理分辨率进行计算，能够计算出准确的地理分辨率，从而进一步有利于提高拍摄设备的焦距灵活控制准确性，得到所需的焦距，进而拍摄到所需的像素数量的图像。

在又一个可选的实施例中，上述目标部位的信息还可以包括目标部位的轮廓以及目标部位的面积；以及如图3所示，图3是本发明实施例公开的另一种基于地理分辨率的焦距控制装置的结构示意图，如图3所示，该装置还可以包括：

预估模块204，用于根据目标部位的轮廓，预估目标部位的周长；

计算模块205，用于计算该在周长与面积之比，得到目标部位的目标周面比；

判断模块206，用于判断目标周面比是否大于等于预设周面比；当判断目标周面比小于预设周面比时，触发确定模块201执行上述的根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数的操作；

计算模块205，还用于当判断出目标周面比大于等于预设周面比时，计算目标周面比与预设周面比的周面比差值；

其中，确定模块201根据目标部位的信息及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数的具体方式包括：

根据目标部位的信息、周面比差值以及拍摄设备的图像识别性能参数，确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数。

该可选的实施例中，目标周面比越大，表示目标部位的周长对应的曲率就越大，目标部位的轮廓就越复杂，对应的拍摄到的目标部位的图像所对应的最少需要的像素个数就越多。

可见，实施图3所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置能够先将计算出的目标部位的周面比与预设周面比进行比较，若比较出较小，则在确定观测目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数时，无需将计算出的目标周面比考虑进去，也能得到准确的像个个数，即可以得到准确的地理分辨率；若比较出较大，则在确定像素个数一并将其考虑进去，能够减少由于目标部位的边比较复杂但未考虑进去而导致无法得到准确的地理分辨率，进而导致后续拍摄出的图像不清晰，无法满足视觉需求的情况发生。

在又一个可选的实施例中，如图3所示，确定模块201，还用于获取拍摄设备的当前飞行路线对应的地形起伏情况及环境情况，该环境情况包括环境光照强度和/或环境可见度；

判断模块206，还用于判断拍摄设备继续以当前飞行路线时，获取到的地形起伏情况及环境情况是否会影响目标对象的拍摄效果；当判断出结果为否时，触发控制模块203执行上述的根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的步骤；

确定模块201，还用于当判断出结果为是时，分析拍摄设备继续以当前飞行路线时，获取到的地形起伏情况及环境情况对目标对象所产生的拍摄影响情况，该拍摄影响情况包括图像清晰失真度、图像大小失真度及图像颜色失真度中的一种或多种；

预估模块204，还用于根据拍摄影响情况，对确定出的地理分辨率执行修正操作，得到修正后的地理分辨率，并触发控制模块203执行上述的根据获取到的目标对象的当前地理位置信息、获取到的拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的地理分辨率，对拍摄设备执行焦距控制操作的步骤。

可见，实施图3所描述的基于地理分辨率的焦距控制装置还能够通过当判断出拍摄设备若继续以当前飞行路线其对应的环境及地形不会对目标对象的拍摄效果产生不良影响时，继续基于前述得到的地理分辨率进行焦距调节；若产生不良影响，则根据产生的拍摄影响情况对前述得到的地理分辨率执行修正操作，进一步提高地理分辨率的确定准确性，从而保证焦距的调节精准性，进而进一步保证观测者(人类或者拍摄设备)获得符合观测需求(如尺寸大小、图像清晰度)的图像。

实施例三

请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种拍设设备的结构示意图。该拍设设备可以应用于任何需要进行焦距控制的拍摄场景中，且该拍设设备可以包括设备本体。如图4所示，该拍设设备还可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器301；

与存储器301耦合的处理器302；

进一步的，还可以包括与处理器302耦合的输入接口303和输出接口304；

其中，处理器302调用存储器301中存储的可执行程序代码，执行本发明实施例一公开的基于地理分辨率的焦距控制方法中部分或全部步骤。

实施例四

本发明实施例公开了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例一公开的基于地理分辨率的焦距控制方法中部分或全部步骤。

以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

最后应说明的是：本发明实施例公开的一种基于地理分辨率的焦距控制方法、装置、设备及存储介质所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；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；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述方法包括：

确定目标对象的地理分辨率，所述地理分辨率为期望拍摄到的所述目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，所述目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；

获取所述目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄所述目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；

根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

2.根据权利要求1所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据所述目标对象的当前地理位置信息及所述拍摄设备的当前地理位置信息，计算所述目标对象与所述拍摄设备之间的目标距离；

获取所述拍摄设备的当前焦距；

根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

3.根据权利要求2所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述根据计算出的所述目标距离、所述当前焦距及确定出的所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作，包括：

根据计算出的所述目标距离与确定出的所述地理分辨率，计算满足所述地理分辨率所对应的目标焦距；

计算所述当前焦距和所述目标焦距之间的焦距差绝对值，并将所述焦距差绝对值与预先确定出的焦距差阈值进行比较，得到比较结果；

当所述比较结果用于表示所述焦距差绝对值大于等于所述焦距差阈值时，根据所述焦距差绝对值及所述焦距差阈值，生成所述拍摄设备的焦距控制参数；

根据所述焦距控制参数，控制所述拍摄设备从所述当前焦距变焦到所述目标焦距。

4.根据权利要求2或3所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述目标对象的当前地理位置信息包括所述目标对象在当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度及所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，所述拍摄设备的当前地理位置信息包括所述拍摄设备在当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度及所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度；

其中，所述目标距离的计算公式如下：

式中，L为所述目标距离，R为该经纬度坐标系对应的地球半径，lat1、lon1、h1分别为所述目标对象在该当前地理位置下的经度、所述目标对象在该当前地理位置下的纬度、所述目标对象在该经度纬度坐标系下的高度，lat0、lon0、h0分别为所述拍摄设备在该当前地理位置下的经度、所述拍摄设备在该当前地理位置下的纬度、所述拍摄设备在该经度纬度坐标系下的高度。

5.根据权利要求4所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述目标焦距的计算公式如下：

式中，Ft为所述目标焦距，du为所述拍摄设备的像元尺寸，pixelh为所述拍摄设备的水平像素宽度，GR为所述地理分辨率。

6.根据权利要求3或5所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述焦距差阈值由目标数量与所述拍摄设备在一个控制周期内的最大变焦距离确定，所述目标数量由所述拍摄设备对应的延时控制时长与所述拍摄设备的控制周期确定，所述最大变焦距离由所述拍摄设备的变焦速度及所述拍摄设备的通讯控制频率确定；

其中，所述拍摄设备的变焦速度包括所述拍摄设备的最大变焦速度或所述拍摄设备的平均变焦速度，所述拍摄设备的通讯控制频率包括所述拍摄设备的最大通讯控制频率或者所述拍摄设备的平均通讯控制频率，所述拍摄设备的延时控制时长包括所述拍摄设备的最大延时控制时长或者所述拍摄设备的平均延时控制时长。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的基于地理分辨率的焦距控制方法，其特征在于，所述确定目标对象的地理分辨率，包括：

确定目标对象的目标部位的信息，所述目标部位的信息包括所述目标部位的尺寸，所述目标部位的尺寸包括所述目标部位的最窄边的尺寸，所述目标部位包括所述目标对象的所有部位中径向尺寸最小的部位或所述目标对象的所有部位中纹理复杂度最大的部位；

获取所述拍摄设备的图像识别性能参数，并根据所述目标部位的信息及所述图像识别性能参数，确定观测所述目标部位的最窄边在拍摄到的图像中最少需要的像素个数；

对所述目标部位的最窄边与所述像素个数进行求除计算，得到所述目标对象的地理分辨率。

8.一种基于地理分辨率的焦距控制装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定目标对象的地理分辨率，所述地理分辨率为期望拍摄到的所述目标对象的图像中每个像素代表的物理尺寸，所述目标对象为当前拍摄场景中需要被拍摄的对象；

获取模块，用于获取所述目标对象的当前地理位置信息及用于拍摄所述目标对象的拍摄设备的当前地理位置信息；

控制模块，用于根据获取到的所述目标对象的当前地理位置信息、获取到的所述拍摄设备的当前地理位置信息及所述地理分辨率，对所述拍摄设备执行焦距控制操作。

9.一种拍摄设备，所述拍摄设备包括设备本体，其特征在于，所述拍摄设备还包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的基于地理分辨率的焦距控制方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，执行如权利要求1-7任一项所述的基于地理分辨率的焦距控制方法。