一种目标距离估计方法、装置及无人机制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种目标距离估计方法、装置及无人机
本专利技术涉及无人机领域，更具体地说，涉及一种目标距离估计方法、装置及无人机。
技术介绍
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。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一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，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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vmin和所述最小外接框的最低点的纵坐标vmax；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。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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；利用以下公式计算所述夹角4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述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，包括：利用以下公式计算所述夹角α：其中，vmin为所述最小外接框的所述最高点的纵坐标，cy为所述拍摄装置的光心纵坐标，fy为所述拍摄装置在y轴方向上的焦距。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述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，包括：利用以下公式计算所述夹角β：β＝tan-1(vmax-cy)/fy；其中，vmax为所述最小外接框的所述最低点的纵坐标，cy为所述拍摄装置的光心纵坐标，fy为所述拍摄装置在y轴方向上的焦距。6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述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，包括：根据所述拍摄装置的俯仰角θ，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竖直方向构成的夹角δ；根据所述夹角与所述夹角δ，获取所述目标相对于所述无人机的距离d。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述拍摄装置的俯仰角θ，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竖直方向构成的夹角δ，包括：利用以下公式计算所述夹角δ：8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述夹角与所述夹角δ，获取所述目标相对于所述无人机的距离d，包括：利用以下公式计算所述目标相对于所述无人机的距离d：d＝L2sinδ；其中，L2为所述最小外接框的所述最低点与所述拍摄装置的连线的长度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述最小外接框的所述最低点与所述拍摄装置的连线的长度L2可由以下公式求得：其中，L1所述最小外接框的所述最高点与所述拍摄装置的连线的长度，L为所述目标的高度。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述拍摄装置包括单目相机。11.一种目标距离估计装置，用于无人机，其特征在于，包括：图像获取单元，用于获取所述目标的当前帧图像；位置信息获取单元，用于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；姿态信息获取单元，用于获取所述无人机的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；以及距离确定单元，用于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。12.根据权利要求11所述的目标距离估计装置，其特征在于，所述距离确定单元具体用于：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vmin和所述最小外接框的最低点的纵坐标vmax；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以及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。13.根据权利要求12所述的目标距离估计装置，其特征在于，所述距离确定单元具体用于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金鑫，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44