[发明专利]一种目标距离估计方法、装置及无人机

说明书

本发明涉及一种目标距离估计方法、装置及无人机，该方法用于无人机，该无人机包括拍摄装置，该方法包括：获取由拍摄装置拍摄的目标的当前帧图像；根据当前帧图像，获取目标的位置信息，其中，位置信息包括目标的高度和目标在图像中的二维像素坐标；获取拍摄装置的姿态信息，其中，姿态信息包括拍摄装置的俯仰角；根据目标的位置信息和拍摄装置的姿态信息，获取目标相对于无人机的距离。本发明可以准确地算出目标相对于无人机的距离，且不存在强假设条件，计算量小，可实时估算目标的空间位置信息，准确性高。

技术领域

本发明涉及无人机领域，更具体地说，涉及一种目标距离估计方法、装置及无人机。

背景技术

基于无人机的智能跟随功能大致上分为两个部分，即目标检测和跟随控制。

一般地，无人机上的目标检测，是通过搭载一个云台相机实现的。该部分会在相机获得的图片上找出被跟随的目标，并用矩形框(或者其他形成)将其标出。而跟随控制部分则是实现在一定的需求下(如保持目标与无人机距离不变等)，无人机能跟随目标移动。要实现跟随控制，最简单的方法是根据目标的三维空间位置进行跟随。然而，受限于云台相机是一个单目相机，无法直接从该相机获得被跟随目标的三维空间位置。

目前为了解决该问题，一种方法是通过无人机获得的对地高度，来计算目标相对无人机的距离。这种方法依赖于高度的准确性，而高度数据不稳定，容易使计算的距离产生越来越大的偏差；此外，该方法使用了一个强假设条件——即地面一直保持水平，然而，实际的地面存在高低起伏的现象，所以地面起伏会直接导致该方法失效。

另一种方法是通过三角测量对目标位置进行估计，该方法要求无人机产生位移，若无人机一直悬停，则无法估计目标相对无人机的距离。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种目标距离估计方法、装置及无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种目标距离估计方法，用于无人机，所述无人机包括拍摄装置，包括：

获取由所述拍摄装置拍摄的所述目标的当前帧图像；

根据所述当前帧图像，获取所述目标的位置信息，其中，所述位置信息包括所述目标的高度和所述目标在所述图像中的二维像素坐标；

获取所述拍摄装置的姿态信息，其中，所述姿态信息包括所述拍摄装置的俯仰角；

根据所述目标的所述位置信息和所述拍摄装置的所述姿态信息，获取所述目标相对于所述无人机的距离。

在其中一个实施例中，所述根据所述目标的所述位置信息和所述拍摄装置的所述姿态信息，获取所述目标相对于所述无人机的距离d，包括：

获取所述目标的最小外接框，其中，所述目标在所述图像中的二维像素坐标为所述最小外接框在所述图像中的二维像素坐标，所述最小外接框在所述图像中的二维像素坐标包括所述最小外接框的最高点的纵坐标v_min和所述最小外接框的最低点的纵坐标v_max；

获取由所述最小外接框的所述最高点与所述拍摄装置之间的连线、与所述最小外接框的所述最低点与所述拍摄装置之间的连线所构成的夹角

根据所述夹角与所述拍摄装置的俯仰角θ，获取所述目标相对于所述无人机的距离d。

在其中一个实施例中，所述获取由所述最小外接框的所述最高点与所述拍摄装置之间的连线、与所述最小外接框的所述最低点与所述拍摄装置之间的连线构成的夹角包括：

获取所述最小外接框的所述最高点与所述拍摄装置之间的连线与所述拍摄装置的光轴之间的夹角α；

获取所述最小外接框的所述最低点与所述拍摄装置之间的连线与所述拍摄装置的光轴之间的夹角β；