一種跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法，涉及跟蹤領(lǐng)域。跟蹤系統(tǒng)用于控制移動(dòng)的跟蹤端跟蹤移動(dòng)的目標(biāo)端，包括：距離確定單元，用于確定跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離；角度確定單元，用于確定跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度；目標(biāo)端速度獲取單元，用于獲取目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度；控制器，用于根據(jù)當(dāng)前相對(duì)距離、當(dāng)前相對(duì)角度和當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。本發(fā)明由于加入了速度，使得跟蹤端響應(yīng)目標(biāo)端移動(dòng)更加及時(shí)，減少了滯后時(shí)間，因與目標(biāo)端保持一致的速度，減少了因速度突然增大或減小帶來的慣性，因此實(shí)現(xiàn)了精確跟蹤。
【專利說明】
_種跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及跟蹤領(lǐng)域，特別是涉及一種跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，目標(biāo)定位和跟蹤技術(shù)一直是各種智能設(shè)備或裝置的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。跟蹤裝置可以是空中機(jī)器人一無人機(jī)、地面上的機(jī)器人或智能車等。
[0003]以無人機(jī)為例，目前市面上的無人機(jī)基本上采用計(jì)算機(jī)視覺來實(shí)現(xiàn)跟蹤，通過采集跟蹤目標(biāo)的圖像并對(duì)圖像進(jìn)行處理來確定無人機(jī)的跟蹤角度和跟蹤距離。在采用上述方式進(jìn)行跟蹤時(shí)，由于圖像處理需要大量的計(jì)算，在一定程度上存在時(shí)間滯后問題，而且在計(jì)算距離信息時(shí)圖像處理不夠精確。此外，還發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的無人機(jī)在跟蹤目標(biāo)時(shí)，如果跟蹤目標(biāo)出現(xiàn)速度的突然變化，則無人機(jī)會(huì)產(chǎn)生更大幅度的速度變化來確保按照預(yù)定跟蹤速度和角度進(jìn)行跟蹤。
[0004]此外，在采用計(jì)算機(jī)視覺方式來跟蹤目標(biāo)時(shí)，一旦出現(xiàn)跟蹤目標(biāo)不在攝像頭的拍攝范圍內(nèi)或者被其他物體遮擋住的情況時(shí)，則無法實(shí)現(xiàn)有效跟蹤。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是為了克服上述問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度目標(biāo)跟蹤的跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法。
[0006]特別地，本發(fā)明提供了一種跟蹤系統(tǒng)，用于控制一移動(dòng)的跟蹤端跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端，包括:
[0007]距離確定單元，用于確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離；
[0008]角度確定單元，用于確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度；
[0009]目標(biāo)端速度獲取單元，用于獲取所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度;和[〇〇1〇]控制器，用于根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制器配置成在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制器配置成調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0013]進(jìn)一步地，所述控制器配置成以所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0014]進(jìn)一步地，所述控制器配置成將所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。
[0015]進(jìn)一步地，所述的跟蹤系統(tǒng)，還包括:
[0016]布置在所述跟蹤端處的圖像采集裝置，用于獲取包含所述目標(biāo)端的跟蹤圖像；
[0017]圖像處理單元，用于對(duì)所述跟蹤圖像進(jìn)行處理，以獲取所述目標(biāo)端在所述跟蹤圖像中的位置；
[0018]其中，所述角度確定單元配置成根據(jù)所述目標(biāo)端在所述跟蹤圖像中的位置確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前相對(duì)角度。
[0019]進(jìn)一步地，所述跟蹤圖像僅用于確定所述當(dāng)前相對(duì)角度。
[0020]進(jìn)一步地，所述的跟蹤系統(tǒng)，還包括:[0021 ]設(shè)置在所述跟蹤端處的第一射頻裝置;和
[0022]設(shè)置在所述目標(biāo)端處的第二射頻裝置。[〇〇23]進(jìn)一步地，所述距離確定單元配置成根據(jù)所述第一和第二射頻裝置之間傳輸?shù)纳漕l信號(hào)來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離；
[0024]可選地，所述射頻信號(hào)為超寬帶射頻信號(hào)。
[0025]進(jìn)一步地，所述第一和第二射頻裝置用于所述跟蹤端與所述目標(biāo)端的數(shù)據(jù)和指令傳輸。[〇〇26] 進(jìn)一步地，所述的跟蹤系統(tǒng)，還包括:
[0027]設(shè)置在所述跟蹤端處的第一定位裝置，用于確定所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤位置；
[0028]設(shè)置在所述目標(biāo)端處的第二定位裝置，用于確定所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)位置；
[0029]其中，所述距離確定單元配置成根據(jù)所述當(dāng)前跟蹤位置和所述當(dāng)前目標(biāo)位置來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離。
[0030]進(jìn)一步地，所述目標(biāo)端速度獲取單元包括布置在所述目標(biāo)端處的速度傳感器或加速度傳感器。
[0031]進(jìn)一步地，所述跟蹤端為無人機(jī)、地面機(jī)器人或智能車。[〇〇32]特別地，本發(fā)明提供了一種跟蹤方法，用于控制一移動(dòng)的跟蹤端跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端，包括如下步驟:
[0033]確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離；
[0034]確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度；
[0035]獲取所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度；
[0036]根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。
[0037]進(jìn)一步地，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0038]進(jìn)一步地，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是在調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0039]進(jìn)一步地，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是以所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。
[0040]進(jìn)一步地，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是將所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。
[0041]本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器的控制參數(shù)，使得跟蹤端在跟蹤目標(biāo)端時(shí)能夠及時(shí)跟隨目標(biāo)端的速度變化，從而使得跟蹤端與目標(biāo)端始終保持基本一致的速度，避免了因目標(biāo)端的速度突然增大或減小而造成的跟蹤端由于慣性需要更大幅度的速度變化來適應(yīng)目標(biāo)端的速度變化，使得跟蹤端能夠更及時(shí)地響應(yīng)目標(biāo)端的移動(dòng)，減少了滯后時(shí)間。此外，按照本發(fā)明的方案，即使在目標(biāo)端處在攝像頭的拍攝范圍之外或者被其他物體遮擋住的情況下，無法確定跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的相對(duì)距離和/或相對(duì)角度時(shí)，本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器的控制參數(shù)，而目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度可以采用非圖像處理的方式獲得，這樣控制器可以通過控制跟蹤端緊密跟隨目標(biāo)端的速度，從而使得它們之間處于可接受的距離范圍內(nèi)。這樣，一旦攝像頭能夠重新獲取到目標(biāo)端的圖像時(shí)，則可以繼續(xù)進(jìn)行精確跟蹤。由此，本發(fā)明是通過距離、角度及速度這三個(gè)參數(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)端的精確跟蹤。
[0042]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。【附圖說明】
[0043]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。 附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0044]圖1是根據(jù)本發(fā)明的跟蹤系統(tǒng)的一般性結(jié)構(gòu)框圖；
[0045]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇47]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0049]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)的邏輯控制圖。如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種跟蹤系統(tǒng)100,其用于控制一移動(dòng)的跟蹤端11跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端12。該跟蹤系統(tǒng)100可包括:距離確定單元1、 角度確定單元2、目標(biāo)端速度獲取單元3和控制器4。距離確定單元1用于確定所述跟蹤端11 相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)距離，角度確定單元2用于確定所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)角度，目標(biāo)端速度獲取單元3用于獲取所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度?？刂破?用于根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。
[0050]相比于現(xiàn)有技術(shù)中僅基于跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的相對(duì)距離和相對(duì)角度來調(diào)節(jié)跟蹤端的位置和姿態(tài)，本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器的控制參數(shù)，使得跟蹤端11在跟蹤目標(biāo)端12時(shí)能夠及時(shí)跟隨目標(biāo)端的速度變化，從而使得跟蹤端11與目標(biāo)端12始終保持基本一致的速度，這樣就避免了因目標(biāo)端12的速度突然增大或減小而造成的跟蹤端11由于慣性需要更大幅度的速度變化來適應(yīng)目標(biāo)端的速度變化。這樣，按照本發(fā)明的方案，跟蹤端11能夠更及時(shí)地響應(yīng)目標(biāo)端12的移動(dòng)，減少了滯后時(shí)間。此外，按照本發(fā)明的方案，即使在某些情況下，例如目標(biāo)端處在攝像頭的拍攝范圍之外或者被其他物體遮擋住的情況下，無法確定跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的相對(duì)距離和/或相對(duì)角度時(shí)，本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端12的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器4的控制參數(shù)，而目標(biāo)端12的運(yùn)動(dòng)速度可以采用非圖像處理的方式獲得，這樣控制器4可以通過控制跟蹤端11緊密跟隨目標(biāo)端 12的速度，從而使得它們之間處于可接受的距離范圍內(nèi)。這樣，一旦攝像頭能夠重新獲取到目標(biāo)端12的圖像時(shí)，則可以繼續(xù)進(jìn)行精確跟蹤。由此，本發(fā)明是通過距離、角度及速度這三個(gè)參數(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)端的精確跟蹤。
[0051] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器4可以配置成在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度，從而使得跟蹤端11響應(yīng)目標(biāo)端12移動(dòng)更加及時(shí)，由此減少了滯后時(shí)間。[〇〇52] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器4可以配置成調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度，從而使得跟蹤端11響應(yīng)目標(biāo)端12 移動(dòng)更加及時(shí)，由此減少了滯后時(shí)間。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器4可以配置成以所述目標(biāo)端12的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。[〇〇54] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器4可以配置成將所述跟蹤端11的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端12的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。
[0055]參見圖2,為了確定所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)角度，所述跟蹤系統(tǒng)100還可以包括布置在所述跟蹤端11處的圖像采集裝置5和圖像處理單元6。圖像采集裝置5用于獲取包含所述目標(biāo)端12的跟蹤圖像，圖像處理單元6用于對(duì)所述跟蹤圖像進(jìn)行處理，以獲取所述目標(biāo)端12在所述跟蹤圖像中的位置。所述角度確定單元2配置成根據(jù)所述目標(biāo)端12在所述跟蹤圖像中的位置確定所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的所述當(dāng)前相對(duì)角度。該圖像采集裝置5例如可以是攝像頭。[〇〇56]在具體實(shí)施時(shí)，該圖像采集裝置5如攝像頭可以安裝在一個(gè)單軸云臺(tái)處，單軸云臺(tái)安裝在跟蹤端11處，事先設(shè)定好攝像頭與目標(biāo)端12的三維角度，使得目標(biāo)端12始終處于攝像頭拍攝的中心點(diǎn)。目標(biāo)端12移動(dòng)時(shí)，通過攝像頭拍攝跟蹤圖片，并確定目標(biāo)端12在跟蹤圖像中的位置，然后跟上一幀圖像相比較來獲得目標(biāo)端12在跟蹤圖像中產(chǎn)生的x和y方向的像素位移變化，從而根據(jù)像素變化得出目標(biāo)端12因移動(dòng)造成的偏移角度。根據(jù)偏移角度調(diào)節(jié)跟蹤端11的姿態(tài)(例如左右、上下)以使得目標(biāo)端12再次處于攝像頭拍攝的跟蹤圖像的中心點(diǎn)，即通過調(diào)節(jié)跟蹤端11的姿態(tài)來保證所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的所述當(dāng)前相對(duì)角度保持為所述預(yù)設(shè)相對(duì)角度。[〇〇57]進(jìn)一步地，所述跟蹤圖像可以僅用于確定所述當(dāng)前相對(duì)角度。也就是說，所述距離確定單元1可以并不基于所述跟蹤圖像來確定所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)距離。由于本發(fā)明無需通過所述跟蹤圖像來確定距離，因此大大降低了計(jì)算量，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于圖像處理需要大量的計(jì)算，在一定程度上存在時(shí)間滯后的問題。
[0058]在其他實(shí)施例中，也可以采用其他非圖像處理的方式來獲取所需要的當(dāng)前相對(duì)角度，如雷達(dá)探測(cè)方式、GPS定位方式或射頻探測(cè)方式等。[〇〇59]如圖2所示，為了確定所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)距離，所述的跟蹤系統(tǒng)100還可以包括設(shè)置在所述跟蹤端11處的第一射頻裝置7;和設(shè)置在所述目標(biāo)端12 處的第二射頻裝置8。所述距離確定單元1可以配置成根據(jù)所述第一射頻裝置7和所述第二射頻裝置8之間傳輸?shù)纳漕l信號(hào)來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離。在一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻信號(hào)為超寬頻(UWB，Ultra Wideband)射頻信號(hào)。在實(shí)施時(shí)，所述第一射頻裝置7和所述第二射頻裝置8之間可以進(jìn)行射頻信號(hào)的傳遞并記錄射頻信號(hào)的發(fā)送接收時(shí)間，距離確定單元1可以通過射頻信號(hào)在第一射頻裝置7和所述第二射頻裝置8之間的傳遞時(shí)間來計(jì)算兩者之間的距離。
[0060]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)，其與圖2的區(qū)別在于是所述第一射頻裝置7和第二射頻裝置8還可以僅用于所述跟蹤端11與所述目標(biāo)端12的數(shù)據(jù)和指令傳輸。所述第一射頻裝置7和第二射頻裝置8通過它們之間傳輸?shù)纳漕l信號(hào)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的傳輸。在實(shí)施時(shí)，所述射頻信號(hào)為超寬頻(UWB，U1 tra Wideband)射頻信號(hào)。[0061 ]圖1中的目標(biāo)端速度獲取單元3可以由圖2中的設(shè)置在所述目標(biāo)端12處的速度傳感器15來實(shí)現(xiàn)，以獲得所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。速度傳感器15所測(cè)得的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度可以經(jīng)由所述第一射頻裝置7和第二射頻裝置8之間的射頻通信傳遞至所述控制器4。具體實(shí)施時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中，所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度還可以通過加速度傳感器獲得。
[0062]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤系統(tǒng)，其與圖2的區(qū)別在于是采用定位的方式來獲取所述跟蹤端11相對(duì)于所述目標(biāo)端12的當(dāng)前相對(duì)距離。如圖4所示，所述的跟蹤系統(tǒng)100還可以包括設(shè)置在所述跟蹤端11處的第一定位裝置9和設(shè)置在所述目標(biāo)端12處的第二定位裝置10。第一定位裝置9用于確定所述跟蹤端11的當(dāng)前跟蹤位置，第二定位裝置10 用于確定所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)位置。所述距離確定單元1可以根據(jù)所述當(dāng)前跟蹤位置和所述當(dāng)前目標(biāo)位置來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離。所述定位裝置可以是GPS或北斗定位模塊。
[0063]在圖4的實(shí)施例中，還可以根據(jù)第二定位裝置10所測(cè)得的所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)位置的變化來計(jì)算所述目標(biāo)端12的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以類似于圖2的實(shí)施例，通過在目標(biāo)端12處設(shè)置速度傳感器來檢測(cè)其速度。盡管未示出，在圖4所示的實(shí)施例中，也可以在分別在目標(biāo)端12和跟蹤端11處設(shè)置無線通訊裝置(例如圖2中所示的射頻裝置)，以允許從目標(biāo)端12向跟蹤端11傳遞目標(biāo)端12的定位信息或速度信息。
[0064]在上述各個(gè)實(shí)施例中，所述跟蹤端11可以為無人機(jī)、地面機(jī)器人或智能車。
[0065]在一個(gè)實(shí)施例中，參見圖2，所述控制系統(tǒng)還可以包括控制端13，所述控制端13可以具有藍(lán)牙、WIFI和終端App 14。所述藍(lán)牙用于與所述目標(biāo)端12通信。所述藍(lán)牙接收終端 App 14的指令并將該指令發(fā)送給目標(biāo)端12的第二射頻裝置8。所述WIFI用于與所述跟蹤端 11通信，所述WIFI接收跟蹤端11發(fā)來的視頻且發(fā)送終端App 14的指令給所述跟蹤端11的控制器4。所述終端Appl4用于顯示視頻、指令信息等，其中，指令信息包括預(yù)設(shè)跟蹤端11的跟蹤范圍、圖像采集裝置5的拍攝角度、懸停、起飛、降落等等。
[0066]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的跟蹤方法的流程圖。如圖5所示，本發(fā)明提供了一種跟蹤方法，用于控制一移動(dòng)的跟蹤端跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端，包括如下步驟:[〇〇67]S101，確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離；
[0068]S102，確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度；
[0069]S103，獲取所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度；
[0070]S104,根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。[〇〇71]相比于現(xiàn)有技術(shù)中僅基于跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的相對(duì)距離和相對(duì)角度來調(diào)節(jié)跟蹤端的位置和姿態(tài)，本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器的控制參數(shù)，使得跟蹤端在跟蹤目標(biāo)端時(shí)能夠及時(shí)跟隨目標(biāo)端的速度變化，從而使得跟蹤端與目標(biāo)端始終保持基本一致的速度，這樣就避免了因目標(biāo)端的速度突然增大或減小而造成的跟蹤端由于慣性需要更大幅度的速度變化來適應(yīng)目標(biāo)端的速度變化。這樣，按照本發(fā)明的方案， 跟蹤端能夠更及時(shí)地響應(yīng)目標(biāo)端的移動(dòng)，減少了滯后時(shí)間。此外，按照本發(fā)明的方案，即使在某些情況下，例如目標(biāo)端處在攝像頭的拍攝范圍之外或者被其他物體遮擋住的情況下， 無法確定跟蹤端相對(duì)于目標(biāo)端的相對(duì)距離和/或相對(duì)角度時(shí)，本發(fā)明的方案由于額外引入了目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度作為控制器的控制參數(shù)，而目標(biāo)端的運(yùn)動(dòng)速度可以采用非圖像處理的方式獲得，這樣控制器可以通過控制跟蹤端緊密跟隨目標(biāo)端的速度，從而使得它們之間處于可接受的距離范圍內(nèi)。這樣，一旦攝像頭能夠重新獲取到目標(biāo)端的圖像時(shí)，則可以繼續(xù)進(jìn)行精確跟蹤。由此，本發(fā)明是通過距離、角度及速度這三個(gè)參數(shù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)端的精確跟蹤。[〇〇72]進(jìn)一步地，S104中根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。[〇〇73]進(jìn)一步地，S104中根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是在調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。[〇〇74]進(jìn)一步地，S104中根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是以所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。[〇〇75]進(jìn)一步地，S104中根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是將所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。
[0076]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跟蹤系統(tǒng)，用于控制一移動(dòng)的跟蹤端跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端，包括: 距離確定單元，用于確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離； 角度確定單元，用于確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度； 目標(biāo)端速度獲取單元，用于獲取所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度;和 控制器，用于根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端基本保持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述控制器配置成在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述控制器配置成調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述控制器配置成以所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述控制器配置成將所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，還包括: 布置在所述跟蹤端處的圖像采集裝置，用于獲取包含所述目標(biāo)端的跟蹤圖像； 圖像處理單元，用于對(duì)所述跟蹤圖像進(jìn)行處理，以獲取所述目標(biāo)端在所述跟蹤圖像中的位置； 其中，所述角度確定單元配置成根據(jù)所述目標(biāo)端在所述跟蹤圖像中的位置確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前相對(duì)角度。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述跟蹤圖像僅用于確定所述當(dāng)前相對(duì)角度。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，還包括: 設(shè)置在所述跟蹤端處的第一射頻裝置;和 設(shè)置在所述目標(biāo)端處的第二射頻裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述距離確定單元配置成根據(jù)所述第一和第二射頻裝置之間傳輸?shù)纳漕l信號(hào)來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離； 可選地，所述射頻信號(hào)為超寬帶射頻信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述第一和第二射頻裝置用于所述跟蹤端與所述目標(biāo)端的數(shù)據(jù)和指令傳輸。11.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，還包括: 設(shè)置在所述跟蹤端處的第一定位裝置，用于確定所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤位置； 設(shè)置在所述目標(biāo)端處的第二定位裝置，用于確定所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)位置； 其中，所述距離確定單元配置成根據(jù)所述當(dāng)前跟蹤位置和所述當(dāng)前目標(biāo)位置來確定所述當(dāng)前相對(duì)距離。12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)端速度獲取單元包括布置在所述目標(biāo)端處的速度傳感器或加速度傳感器。13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的跟蹤系統(tǒng)，其中，所述跟蹤端為無人機(jī)、地面機(jī)器人或智能車。14.一種跟蹤方法，用于控制一移動(dòng)的跟蹤端跟蹤一移動(dòng)的目標(biāo)端，包括如下步驟:確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)距離；確定所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端的當(dāng)前相對(duì)角度；獲取所述目標(biāo)端的當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度；根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤 端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，以使得所述跟蹤端相對(duì)于所述目標(biāo)端基本保 持為預(yù)設(shè)相對(duì)距離和預(yù)設(shè)相對(duì)角度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的跟蹤方法，其中，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角 度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)， 是在不遲于調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤 運(yùn)動(dòng)速度。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的跟蹤方法，其中，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相對(duì)角 度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)， 是在調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)之前調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度。17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的跟蹤方法，其中，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述當(dāng)前相 對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng) 姿態(tài)，是以所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為目標(biāo)來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤 運(yùn)動(dòng)速度。18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的跟蹤方法，其中，根據(jù)所述當(dāng)前相對(duì)距離、所述 當(dāng)前相對(duì)角度和所述當(dāng)前目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度來調(diào)節(jié)所述跟蹤端的當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度和當(dāng)前跟 蹤運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，是將所述跟蹤端的所述當(dāng)前跟蹤運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)成緊隨所述目標(biāo)端的所述當(dāng)前 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。
【文檔編號(hào)】G06T7/20GK106023251SQ201610323428
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
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