[发明专利]用于跟踪目标的系统和方法

说明书

所公开的实施例包括被配置为跟踪目标的方法、系统、制造的物品以及UAV。所公开的实施例中所述的技术可以用于基于目标的图像数据和目标的位置的组合来跟踪目标的定位。所公开的实施例基于来自于目标的图像数据的二维像素数据位置和距离来确定跟踪器和目标之间的距离以及与目标相关联的物理尺寸。所公开的实施例然后基于物理尺寸以及二维像素坐标数据和距离中的至少一个来确定目标的三维位置坐标数据。结果是，所公开的实施例提供在各种操作条件下、在跟踪目标的移动的能力方面的增强准确性、可用性以及鲁棒性。

版权声明

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技术领域

本公开总体上涉及目标的视觉跟踪，更具体地，涉及基于目标的图像数据和目标的位置的组合，在三维空间中跟踪目标的移动的系统和方法。

背景技术

有时被称为“无人驾驶飞机”的无人机(“UAV”)包括可由用户远程操作或编程以便自动飞行的各种尺寸和配置的无人驾驶飞行器。UAV可以被用于许多目的，并且经常被用于各种个人、商业和战术应用。例如，UAV可以装备有成像设备，诸如相机、摄像机等。装备有成像设备的UAV除了受到业余爱好者和娱乐用途的欢迎之外，还特别用于监视、国防和专业录像行业等。

装备有成像设备的UAV可以允许用户远程跟踪目标。这种跟踪目标的能力允许UAV在跟踪物体的移动的同时自主地操作以便于目标的成像。作为说明性的示例，UAV可以被配置为自主地跟踪物体的移动并相应地调整其移动的速度和方向，以维持距物体的预定的相对位置。通过这种布置，UAV可以维持物体的预定的视场，使得当物体运动时，可以以基本相同的范围和精度来捕捉物体的图像。

在当前技术下，一种跟踪目标的运动的方法是通过对目标的三维位置进行跟踪。三维位置信息可以由卫星导航系统提供，诸如全球定位系统(GPS)、北斗(BeiDou)、伽利略(Galieo)等。例如，独立的GPS接收机可以基于从四个或更多个卫星接收的信息来获得它的三维位置。

这种方法对跟踪过程提出了挑战。例如，如果目标装备了独立的GPS接收机，则目标本身可能能够提供用于跟踪的更精确的三维位置信息。然而，这种接收机通常体积庞大并且非常耗能。此外，独立的GPS接收机通常以相对低的刷新速率(例如，10Hz或更低)来生成位置信息，这对跟踪快速移动的目标提出了挑战性。在UAV基于跟踪的结果自主地控制其自身的移动的情况下，当UAV跟踪目标失败时，其可能失去控制并对他人构成安全隐患。

因此，现在需要改进跟踪目标(例如通过UAV)的响应和精度，使其变得更加健壮。

发明内容

所公开的实施例包括被配置为跟踪目标的移动的方法、系统、制造的物品和UAV。所公开的实施例中所述的技术可以用于基于目标的图像数据和目标的位置的组合来跟踪目标的定位。所公开的实施例基于来自于目标的图像数据的二维像素数据位置和距离来确定目标和跟踪器之间的距离以及与目标相关联的物理尺寸。所公开的实施例然后基于物理尺寸以及二维像素坐标数据和距离中的至少一个来确定目标的三维位置坐标数据。所公开的实施例提供在各种操作条件下、在跟踪目标的移动的能力方面的增强准确性、可用性以及鲁棒性。

在所公开的实施例中，系统可以接收目标的绝对二维位置坐标数据。系统还可以接收跟踪器的绝对三维位置坐标日期。目标的二维位置坐标数据和跟踪器的三维位置坐标日期可以由例如全球定位系统(GPS)或任何卫星导航系统来生成。系统然后可以基于这些位置坐标数据来确定目标相对于跟踪器的二维位置坐标数据。

在一方面，所公开的实施例可以从图像数据中提取目标的多个特征，确定多个特征的像素位置，并基于像素位置确定该二维像素坐标。