目标跟踪系统及目标跟踪方法技术方案

本发明专利技术公开了一种目标跟踪系统及目标跟踪方法。该方法包括如下步骤：获得被跟踪的目标物体的目标位置信息；确定云台当前角度信息、云台相对于水平位置的水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息；通过数据处理模块进行处理，确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息、云台模块需要转动的水平方位角和俯仰机械角；将水平方位角和俯仰机械角发送至云台控制器，云台控制器控制云台模块转动到对应角度，使得摄像机对准被跟踪的目标物体；将距离信息发送至移动控制模块，移动控制模块控制移动装置与被跟踪的目标物体保持对应距离。

【技术实现步骤摘要】
目标跟踪系统及目标跟踪方法
本专利技术涉及一种目标跟踪系统，同时也涉及相应的目标跟踪方法，属于卫星导航

技术介绍
目前，随着人工智能和图像处理技术的发展，基于图像识别的目标跟踪系统得到了广泛的应用。这种目标跟踪系统是一种很好的跟踪拍摄解决方案。但是在某些场景下，这种基于图像识别的目标跟踪系统存在天然的缺陷。例如，移动的目标在行进过程中被障碍物遮挡住一段时间之后，基于图像识别的目标跟踪系统很可能就会丢失目标从而无法对目标继续进行跟踪拍摄。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种目标跟踪系统。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种目标跟踪方法。为了实现上述目的，本专利技术采用下述的技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种目标跟踪系统，包括GNSS定位装置、无线通信装置和移动装置；所述移动装置包括数据处理模块、移动控制模块、定位定向模块以及云台模块；所述云台模块包括光电编码器、水平仪、云台控制器和摄像机；所述GNSS定位装置设置于被跟踪的目标物体上，用于实时获得被跟踪的目标物体的目标位置信息，并通过无线通信装置与移动装置连接，向所述移动装置发送所述目标位置信息；所述移动装置通过云台模块的光电编码器确定云台当前角度信息，通过云台模块的水平仪确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度，通过定位定向模块确定移动装置位置信息和航向角信息，通过数据处理模块对所述目标位置信息、云台当前角度信息、水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息进行处理，确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息、云台模块需要转动的水平方位角和俯仰机械角；通过数据处理模块将水平方位角和俯仰机械角发送至云台模块中的云台控制器，所述云台控制器控制云台模块转动到对应角度，使得摄像机对准被跟踪的目标物体；通过数据处理模块将所述距离信息发送至移动控制模块，所述移动控制模块控制移动装置与被跟踪的目标物体保持对应距离。其中较优地，所述GNSS定位装置设置于被跟踪的目标物体上。其中较优地，所述定位定向模块为双天线GNSS定位定向结构；所述移动装置的基线由双天线GNSS定位定向结构中两个天线之间的直线向量确定，使得移动装置的基线与移动装置的中轴线平行，且经过云台模块的中心。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种目标跟踪方法，基于上述的目标跟踪系统实现；包括如下步骤：实时获得被跟踪的目标物体的目标位置信息，并向移动装置发送所述目标位置信息；通过光电编码器确定云台当前角度信息；通过水平仪确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度；通过定位定向模块确定移动装置位置信息和航向角信息；对所述目标位置信息、云台当前角度信息、水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息进行处理，确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息、云台模块需要转动的水平方位角和俯仰机械角；将水平方位角和俯仰机械角发送至云台控制器，所述云台控制器控制云台模块转动到对应角度，使得摄像机对准被跟踪的目标物体；将所述距离信息发送至移动控制模块，所述移动控制模块控制移动装置与被跟踪的目标物体保持对应距离。其中较优地，所述移动装置位置信息包括：移动装置海拔高度H1、移动装置纬度Lat1和移动装置经度Lng1；所述目标位置信息包括：被跟踪的目标物体海拔高度H2、被跟踪的目标物体纬度Lat2和被跟踪的目标物体经度Lng2；所述航向角信息包括：移动装置的航向角∠N。其中较优地，所述移动装置采用如下公式确定云台模块需要转动的水平方位角Az：其中较优地，所述移动装置采用如下公式确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息D：其中，π为圆周率，R为地球半径。其中较优地，所述移动装置采用如下公式确定云台模块需要转动的俯仰机械角El：其中，∠M为水平倾斜角度。本专利技术所提供的目标跟踪系统及方法，通过云台模块的水平仪确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度，并通过定位定向模块确定航向角信息，这样在之后计算水平方位角时，将航向角信息加入计算方案中，在之后计算俯仰机械角时，将水平倾斜角度加入计算方案中，从而使得控制云台模块所需要转动的水平方位角和俯仰机械角的计算更为准确。同时，本专利技术还可确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息，使得移动装置与被跟踪的目标物体可以保持对应距离，实现了目标跟踪的精准控制，拍摄被跟踪的目标物体的效果更佳。附图说明图1为本专利技术实施例提供的目标跟踪系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中的移动装置、云台模块及双天线GNSS定位定向结构的位置关系示意图；图3为本专利技术实施例中的移动装置与被跟踪的目标物体的几何关系示意图；图4为本专利技术实施例提供的目标跟踪方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
做进一步的详细说明。目前，基于全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，简称为GNSS)定位坐标解算的智能目标跟踪系统，可以根据两点的卫星定位信息计算出两点之间水平与垂直目标角度，云台控制摄像机偏转到对应目标角度，从而实现跟踪拍摄目标的效果。但是，该智能目标跟踪系统存在诸多问题：一是该系统控制云台偏转的目标角度不准确，该系统不具备定向和测量自身水平倾斜角的能力，该系统根据两点的卫星定位信息只能计算出来两个点之间的水平和垂直角度，其水平目标角度是以地球为参照系，北极为方位0度计算出来的结果。实际使用中，云台机械的0度角一般相对于北极的角度是随机的，该水平目标角度只有在云台机械0度角与地球北极平行的状态下才是正确的。该系统计算垂直目标角度也是默认系统处于水平状态，所以得到的垂直目标角度只有在云台处于绝对水平状态下才是正确的。二是该系统没有移动能力，在面对移动范围较大的拍摄目标时，该系统可能无法清晰拍摄远距离目标和满足复杂的拍摄需求。为了克服上述问题，如图1所示，本专利技术实施例提供一种目标跟踪系统。该目标跟踪系统10包括：GNSS定位装置11、无线通信装置12和移动装置13。该移动装置13包括数据处理模块131、移动控制模块132、定位定向模块133以及云台模块134；云台模块134包括光电编码器1341、水平仪1342、云台控制器1343和摄像机1344。该GNSS定位装置11设置于被跟踪的目标物体20上，用于实时获得被跟踪的目标物体20的目标位置信息，并通过无线通信装置12与移动装置13实现通信连接，向移动装置13发送目标位置信息。移动装置13通过云台模块134的光电编码器1341确定云台当前角度信息；通过云台模块134的水平仪1342确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度；通过定位定向模块133确定移动装置位置信息和航向角信息；通过数据处理模块131对目标位置信息、云台当前角度信息、水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息进行处理，确定移动装置13与被跟踪的目标物体20的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标跟踪系统，其特征在于包括GNSS定位装置、无线通信装置和移动装置；所述移动装置包括数据处理模块、移动控制模块、定位定向模块以及云台模块；所述云台模块包括光电编码器、水平仪、云台控制器和摄像机；/n所述GNSS定位装置设置于被跟踪的目标物体上，用于实时获得被跟踪的目标物体的目标位置信息，并通过无线通信装置与移动装置连接，向所述移动装置发送所述目标位置信息；/n所述移动装置通过云台模块的光电编码器确定云台当前角度信息；通过云台模块的水平仪确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度；通过定位定向模块确定移动装置位置信息和航向角信息；通过数据处理模块对所述目标位置信息、云台当前角度信息、水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息进行处理，确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息、云台模块需要转动的水平方位角和俯仰机械角；通过数据处理模块将水平方位角和俯仰机械角发送至云台模块中的云台控制器，所述云台控制器控制云台模块转动到对应角度，使得摄像机对准被跟踪的目标物体；通过数据处理模块将所述距离信息发送至移动控制模块，所述移动控制模块控制移动装置与被跟踪的目标物体保持对应距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种目标跟踪系统，其特征在于包括GNSS定位装置、无线通信装置和移动装置；所述移动装置包括数据处理模块、移动控制模块、定位定向模块以及云台模块；所述云台模块包括光电编码器、水平仪、云台控制器和摄像机；
所述GNSS定位装置设置于被跟踪的目标物体上，用于实时获得被跟踪的目标物体的目标位置信息，并通过无线通信装置与移动装置连接，向所述移动装置发送所述目标位置信息；
所述移动装置通过云台模块的光电编码器确定云台当前角度信息；通过云台模块的水平仪确定云台相对于水平位置的水平倾斜角度；通过定位定向模块确定移动装置位置信息和航向角信息；通过数据处理模块对所述目标位置信息、云台当前角度信息、水平倾斜角度、移动装置位置信息和航向角信息进行处理，确定移动装置与被跟踪的目标物体的距离信息、云台模块需要转动的水平方位角和俯仰机械角；通过数据处理模块将水平方位角和俯仰机械角发送至云台模块中的云台控制器，所述云台控制器控制云台模块转动到对应角度，使得摄像机对准被跟踪的目标物体；通过数据处理模块将所述距离信息发送至移动控制模块，所述移动控制模块控制移动装置与被跟踪的目标物体保持对应距离。


2.如权利要求1所述的目标跟踪系统，其特征在于：
所述GNSS定位装置设置于被跟踪的目标物体上。


3.如权利要求1所述的目标跟踪系统，其特征在于：
所述定位定向模块为双天线GNSS定位定向结构；所述移动装置的基线由双天线GNSS定位定向结构中两个天线之间的直线向量确定，使得移动装置的基线与移动装置的中轴线平行，并且经过云台模块的中心。


4.一种目标跟踪方法，基于权利要求1～3中任意一项所述的目标跟踪系统实现，其特征在于包括如下步骤：
实时获得被跟踪的目标物体的目标位置信息，并向所述移动装置发送所述目标位置信息；

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沐丰，
申请(专利权)人：瞬联软件科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11