适用于飞行器的目标跟踪方法技术

本申请提供了适用于飞行器的目标跟踪方法，涉及自动控制领域，该方法包括以下步骤：飞行器主体朝向GPS定位信号所对应的地点飞行过程中，摄像机对参考目标所在的区域进行拍照，以获得参考图像，并从参考图像中提取参考目标的参考图像特征和参考目标位于参考图像中的起始位置信息，当摄像机获取到显示有临时目标的临时图像时，飞行器主体从临时图像中提取临时目标的临时图像特征和临时目标位于临时图像中的临时位置信息，若参考图像特征和临时图像特征一致，摄像机根据起始位置信息与临时位置信息间的差值计算偏离方向，飞行器按照偏离方向进行跟踪。从而避免了因GPS信号强度不够导致的无法定位的情形，进而使对目标的跟踪更加精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制领域，尤其涉及适用于飞行器的目标跟踪方法。
技术介绍
GPS定位和导航的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后能根据该距离测算出接收机的具体位置，进而对具体位置上的用户接收机进行跟踪。在现有的跟踪系统中，常常利用GPS(Global Positioning System)，即全球定位系统来在全球范围内进行定位和导航。例如，GPS为车辆定位、防盗、行驶路线监控及呼叫指挥等提供服务。特别是随着飞行器在生活中的逐步流行，GPS所提供的服务更广泛的应用于飞行器。例如，利用飞行器进行航拍、利用飞行器进行定位或者是利用飞行器进行跟踪，但是，单纯利用GPS对目标进行跟踪存在一定的缺陷，由于GPS主要是依靠卫星进行定位的，定位的精度取决于卫星的位置和数量，在一些因为高楼或者高山的遮挡而难以被卫星覆盖的区域，GPS信号强度不足，难以对目标定位，进而无法对目标进行跟踪。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供适用于飞行器的目标跟踪方法，用以解决上述问题。第一方面，本专利技术实施例提供了适用于飞行器的目标跟踪方法，包括以下步骤：飞行器主体朝向GPS定位信号所对应的地点飞行过程中，摄像机对参考目标所在的区域进行拍照，以获得参考图像；飞行器主体从参考图像中提取参考目标的参考图像特征和参考目标位于参考图像中的起始位置信息；当设置在飞行器主体上的摄像机获取到显示有临时目标的临时图像时，飞行器主体从临时图像中提取临时目标的临时图像特征和临时目标位于临时图像中的临时位置信息；若参考图像特征和临时图像特征一致，则摄像机根据起始位置信息与临时位置信息之间的差值计算偏离方向；飞行器主体按照偏离方向进行跟踪。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，方法还包括：摄像机从参考图像中提取参考目标的第一参考尺度信息和第二参考尺度信息，第一参考尺度信息为参考目标在参考图像中的宽度值，第二参考尺度信息为参考目标在参考图像中的高度值；当摄像机判定参考图像特征与临时图像特征一致时，摄像机从临时图像中提取临时目标的第一临时尺度信息和第二临时尺度信息，第一临时尺度信息为临时目标在临时图像中的宽度值，第二临时尺度信息为临时目标在临时图像中的高度值；当第一参考尺度信息的数值大于第一临时尺度信息的数值时，摄像机计算第一参考尺度信息和第一临时尺度信息之间的差值，若差值的绝对值大于预先设定的阈值时，飞行器主体加速运动；当第一参考尺度信息的数值小于第一临时尺度信息的数值时，摄像机计算第一参考尺度信息和第一临时尺度信息之间的差值，若差值的绝对值
大于预先设定的阈值时，飞行器主体减速运动；当第二参考尺度信息的数值大于第二临时尺度信息的数值时，摄像机计算第二参考尺度信息和第二临时尺度信息之间的差值，若差值的绝对值大于预先设定的阈值时，飞行器主体加速运动；当第二参考尺度信息的数值小于第二临时尺度信息的数值时，摄像机计算第二参考尺度信息和第二临时尺度信息之间的差值，若差值的绝对值大于预先设定的阈值时，飞行器主体减速运动。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，方法还包括：飞行器主体与临时目标之间的距离符合如下约束条件：0.9*Z<X<1.1*Z，其中，Z为预先设定的阈值，X为飞行器主体与临时目标之间的距离。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，方法还包括：当临时位置信息的临时垂直坐标与起始位置信息的起始垂直坐标不一致时，飞行器主体计算临时垂直坐标与起始垂直坐标之间的差值，并生成纵向位移信息，其中，起始垂直坐标是参考目标在依据参考图像所建立的坐标系中位置坐标，临时垂直坐标是临时目标在依据临时图像所建立的坐标系中位置坐标；飞行器主体调整拍取临时图像的摄像机的垂直角度。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，方法还包括：当临时位置信息的临时水平坐标与起始位置信息的起始水平坐标不一致时，飞行器主体计算临时水平坐标与起始水平坐标之间的差值，并生成横向位移信息，其中，起始水平坐标是参考目标在依据参考图像所建立的坐标系中的位置坐标，临时水平坐标是临时目标在依据临时图像所建立的坐标系中位置坐标；飞行器主体调整拍取临时图像的摄像机的水平角度。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方
式，其中，方法还包括：摄像机在临时图像中实时查找类似目标，并提取类似目标的参比特征，当参比特征与临时图像特征中的一项相吻合时，将类似目标作为目标群中的候选目标。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，方法还包括：当飞行器主体监测到临时图像特征、临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息的任一项有变化时，用变化后的临时图像特征、临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息分别对变化前的临时图像特征、临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息进行更新。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，方法还包括：摄像机获取并计算类似目标的暂时坐标信息、第一暂时尺度信息和第二暂时尺度信息，其中，第一暂时尺度信息为类似目标在临时图像中的宽度值，第二暂时尺度信息为类似目标在临时图像中的高度值；当摄像机检测到目标群，且，摄像机跟踪到临时目标时，将目标群的所有候选目标的暂时坐标信息、第一暂时尺度信息和第二暂时尺度信息分别与临时目标的临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息进行加权计算，并向摄像机输出加权计算的结果，以显示加权计算的结果；当摄像机没有检测到目标群，且，摄像机跟踪到临时目标时，将目标的临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息输出到摄像机，以显示临时位置信息、第一临时尺度信息和第二临时尺度信息；当摄像机检测到目标群，且，摄像机没有跟踪到临时目标时，将目标群的所有候选目标的暂时坐标信息、第一暂时尺度信息和第二暂时尺度信息分别进行加权计算，并向摄像机输出加权计算的结果，以显示加权计算的结果；当摄像机没有检测到目标群，且，摄像机没有跟踪到临时目标时，不
向摄像机输出信息。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，参考图像的坐标系与临时图像的坐标系是同一个坐标系。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，目标的临时图像特征的记录方法包括：梯度方向直方图、局部二值模式直方图、尺度不变特征变换和加速的鲁棒特征。本专利技术实施例提供的适用于飞行器的目标跟踪方法，包括以下步骤：飞行器主体朝向GPS定位信号所对应的地点飞行过程中，摄像机对参考目标所在的区域进行拍照，以获得参考图像，摄像机从参考图像中提取参考目标的参考图像特征和参考目标位于参考图像中的起始位置信息，当摄像机获取到显示有临时目标的临时图像时，从临时图像中提取临时目标的临时图像特征和临时目标位于临时图像中的临时位置信息，若参考图像特征和临时图像特征一致，则摄像机根本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于飞行器的目标跟踪方法，其特征在于，飞行器主体朝向GPS定位信号所对应的地点飞行过程中，摄像机对参考目标所在的区域进行拍照，以获得参考图像；飞行器主体从所述参考图像中提取所述参考目标的参考图像特征和所述参考目标位于所述参考图像中的起始位置信息；当设置在所述飞行器主体上的摄像机获取到显示有临时目标的临时图像时，飞行器主体从所述临时图像中提取所述临时目标的临时图像特征和所述临时目标位于所述临时图像中的临时位置信息；若所述参考图像特征和所述临时图像特征一致，则摄像机根据所述起始位置信息与所述临时位置信息之间的差值计算偏离方向；所述飞行器主体按照所述偏离方向进行跟踪。

【技术特征摘要】
1.适用于飞行器的目标跟踪方法，其特征在于，飞行器主体朝向GPS定位信号所对应的地点飞行过程中，摄像机对参考目标所在的区域进行拍照，以获得参考图像；飞行器主体从所述参考图像中提取所述参考目标的参考图像特征和所述参考目标位于所述参考图像中的起始位置信息；当设置在所述飞行器主体上的摄像机获取到显示有临时目标的临时图像时，飞行器主体从所述临时图像中提取所述临时目标的临时图像特征和所述临时目标位于所述临时图像中的临时位置信息；若所述参考图像特征和所述临时图像特征一致，则摄像机根据所述起始位置信息与所述临时位置信息之间的差值计算偏离方向；所述飞行器主体按照所述偏离方向进行跟踪。2.根据权利要求1所述的适用于飞行器的目标跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：所述摄像机从所述参考图像中提取所述参考目标的第一参考尺度信息和第二参考尺度信息，所述第一参考尺度信息为所述参考目标在所述参考图像中的宽度值，所述第二参考尺度信息为所述参考目标在所述参考图像中的高度值；当摄像机判定所述参考图像特征与所述临时图像特征一致时，摄像机从所述临时图像中提取所述临时目标的第一临时尺度信息和第二临时尺度信息，所述第一临时尺度信息为所述临时目标在所述临时图像中的宽度
\t值，所述第二临时尺度信息为所述临时目标在所述临时图像中的高度值；当所述第一参考尺度信息的数值大于所述第一临时尺度信息的数值时，摄像机计算所述第一参考尺度信息和所述第一临时尺度信息之间的差值，若所述差值的绝对值大于预先设定的阈值时，所述飞行器主体加速运动；当所述第一参考尺度信息的数值小于所述第一临时尺度信息的数值时，摄像机计算所述第一参考尺度信息和所述第一临时尺度信息之间的差值，若所述差值的绝对值大于预先设定的阈值时，所述飞行器主体减速运动；当所述第二参考尺度信息的数值大于所述第二临时尺度信息的数值时，摄像机计算所述第二参考尺度信息和所述第二临时尺度信息之间的差值，若所述差值的绝对值大于预先设定的阈值时，所述飞行器主体加速运动；当所述第二参考尺度信息的数值小于所述第二临时尺度信息的数值时，摄像机计算所述第二参考尺度信息和所述第二临时尺度信息之间的差值，若所述差值的绝对值大于预先设定的阈值时，所述飞行器主体减速运动。3.根据权利要求2所述的适用于飞行器的目标跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：所述飞行器主体与所述临时目标之间的距离符合如下约束条件：0.9*Z<X<1.1*Z，其中，Z为预先设定的阈值，X为所述飞行器主体与所述临时目标之间的距离。4.根据权利要求3所述的适用于飞行器的目标跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述临时位置信息的临时垂直坐标与起始位置信息的起始垂直坐标不一致时，飞行器主体计算所述临时垂直坐标与起始垂直坐标之间的差值，并生成纵向位移信息，其中，所述起始垂直坐标是参考目标在依据所述参考图像所建立的坐标系中位置坐标，所述临时垂直坐标是临时目标在依据所述临时图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜，江文彦，
申请(专利权)人：优利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81