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CN106506956A - 基于无人机的跟踪拍摄方法、跟踪拍摄装置及系统 - Google Patents

基于无人机的跟踪拍摄方法、跟踪拍摄装置及系统 Download PDF

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CN106506956A
CN106506956A CN201611013627.6A CN201611013627A CN106506956A CN 106506956 A CN106506956 A CN 106506956A CN 201611013627 A CN201611013627 A CN 201611013627A CN 106506956 A CN106506956 A CN 106506956A
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CN
China
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unmanned plane
reference object
difference
height
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611013627.6A
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Inventor
闫文明
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Goertek Inc
Original Assignee
Goertek Inc
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Publication date
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Abstract

本申请公开了一种基于无人机的跟踪拍摄方法，包括：获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，目标三维位置坐标差值满足拍摄对象位于无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；获取当前时刻拍摄对象的三维位置坐标；根据当前时刻拍摄对象的三维位置坐标、三维位置坐标差值和目标三维位置坐标差值，调整当前时刻无人机的三维位置坐标以及摄像头的拍摄俯仰角度，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。该方法根据拍摄对象和无人机之间的三维相对位置关系调整无人机的三维位置坐标和拍摄角度，使无人机对三维空间内的目标跟踪拍摄，不受地域限制。本申请还公开了一种基于该方法的装置和系统。

Description

基于无人机的跟踪拍摄方法、跟踪拍摄装置及系统
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域，特别涉及一种基于无人机的跟踪拍摄方法，还涉及一种基于该跟踪拍摄方法的跟踪拍摄装置和跟踪拍摄系统。
背景技术
无人机按应用领域，可分为军用与民用。民用无人机目前应用在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域。
无人机根据不同的应用搭载不同的跟踪捕捉器，以航拍为例，无人机搭载摄像头，用于航空拍摄。现有无人机的跟踪拍摄方法是根据使用者平面内的运动轨迹进行跟踪拍摄，但是，当使用者有高度变化时，无人机就会出现无法捕捉使用者的运动轨迹的问题，即使用者不在拍摄视角内，需要人工重新调整拍摄俯仰角度或无人机飞行高度，对跟踪拍摄活动区域有很大限制，非常不方便。同样的问题存在于其它应用中，目标的跟踪捕捉受到活动区域的限制，不能方便地跟踪捕捉目标。
综上所述，如何使无人机的目标跟踪捕捉不受目标的活动区域限制，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于无人机的跟踪拍摄方法，以使无人机不受目标的活动区域限制，方便跟踪拍摄对象。
本发明的另一个目的在于提供一种基于该跟踪拍摄方法的跟踪拍摄装置和跟踪拍摄系统，方便无人机跟踪拍摄对象。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于无人机的跟踪拍摄方法，包括：
获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的所述三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；
获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；
根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标、所述三维位置坐标差值和所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄俯仰角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述目标三维位置坐标差值包括目标平面二维位置坐标差值和目标高度差值；
所述根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度，使调整后的无人机的高度与所述拍摄对象的高度的差值等于所述目标高度差值，并保持所述摄像头的拍摄角度不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
保持所述无人机的高度始终不变，调整所述摄像头的拍摄角度，使拍摄对象与所述摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值包括：
获取所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度；
根据所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度，得到所述无人机和所述拍摄对象之间的高度差值；
获取所述无人机和所述拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值，所述目标平面二维位置坐标差值和所述高度差值组成所述三维位置坐标差值。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述获取所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度包括：
根据所述无人机所在位置的气压值，得到所述无人机的高度；
根据所述拍摄对象所在位置的气压值，得到所述拍摄对象的高度。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄方法中，所述获取所述无人机和所述拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值包括：
通过GPS定位获取所述无人机的平面二维位置坐标；
通过GPS定位获取所述拍摄对象的平面二维位置坐标；
根据所述无人机的平面二维位置坐标和所述拍摄对象的平面二维位置坐标，得到所述平面二维位置坐标差值。
本发明还提供了一种基于无人机的跟踪拍摄装置，包括：
第一获取单元，用于获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；
第二获取单元，用于获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；
控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述三维位置坐标差值以及所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄俯仰角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄装置中，所述控制单元包括：
二维坐标控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
高度和拍摄角度控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度，使调整后的无人机的高度与所述拍摄对象的高度的差值等于所述目标高度差值，并保持所述摄像头的拍摄角度不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
优选的，在上述的基于无人机的跟踪拍摄装置中，所述控制单元包括：
二维坐标控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
高度和拍摄角度控制单元，用于保持所述无人机的高度始终不变，调整所述摄像头的拍摄角度，使拍摄对象与所述摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
本发明还提供了一种无人机的跟踪拍摄系统，包括无人机和遥控器，所述无人机上设置有摄像头，还包括：
设置在所述无人机上的第一气压计模块，用于检测所述无人机所在位置的气压值，定位所述无人机的高度；
设置在所述遥控器上的第二气压计模块，用于检测拍摄对象所在位置的气压值，定位所述拍摄对象的高度；
设置在所述无人机上的第一GPS定位模块，用于定位所述无人机的平面二维位置坐标；
设置在所述遥控器上的第二GPS定位模块，用于定位所述拍摄对象的平面二维位置坐标；
跟踪拍摄控制器，与所述第一气压计模块、所述第二气压计模块、所述第一GPS定位模块和所述第二GPS定位模块均连接，用于根据所述无人机的高度和平面二维位置坐标以及所述拍摄对象的高度和平面二维位置坐标计算得到无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述三维位置坐标差值以及所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的基于无人机的跟踪拍摄方法中，获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值为，在所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的情况下确定的；获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄俯仰角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。本发明中的跟踪拍摄方法考虑拍摄对象和无人机之间的三维相对位置关系，根据目标的三维位置坐标和三维位置坐标差值调整无人机的三维位置坐标和无人机摄像头的拍摄角度，从而使无人机对三维空间内的目标进行跟踪拍摄，不受地域的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于无人机的跟踪拍摄方法的流程示图；
图2为本发明实施例提供的一种基于无人机的跟踪拍摄方法的步骤S130的具体流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于无人机的跟踪拍摄方法的步骤S130的另一具体流程图；
图4为本发明实施例提供的一种基于无人机的跟踪拍摄方法的场景示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种基于无人机的跟踪拍摄方法的场景示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种基于无人机的跟踪拍摄方法，能够使无人机不受拍摄对象的活动区域限制，方便跟踪拍摄对象。
本发明还提供了一种基于该跟踪拍摄方法的跟踪拍摄装置和跟踪拍摄系统，方便无人机跟踪拍摄对象。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明实施例提供了一种基于无人机的跟踪拍摄方法，以下简称跟踪拍摄方法，用于无人机对拍摄对象的跟踪拍摄，包括以下步骤：
步骤S110、获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，目标三维坐标差值是在跟踪拍摄的初始时刻，事先调整好的无人机和拍摄对象之间的三维相对位置关系，该目标三维位置坐标差值满足拍摄对象位于无人机的摄像头的拍摄视角内的条件。其中当前时刻的无人机的三维位置坐标为用(x1，y1，z1)表示，平面二维位置坐标用(x1，y1)表示，高度为z1；当前时刻的拍摄对象的三维位置坐标用(x2，y2，z2)表示，平面二维位置坐标用(x2，y2)表示，高度为z2；当前时刻的三维位置坐标差值用(x1-x2，y1-y2，z1-z2)表示，目标三维位置坐标差值用(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)表示。
步骤S120、获取当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)，包括二维平面位置坐标(x2，y2)和高度z2；
步骤S130、根据当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)以及步骤S110中的三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)和目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)，调整当前时刻无人机的三维位置坐标(x1，y1，z1)以及摄像头的拍摄角度θ，拍摄角度θ指的是摄像头的轴线相对竖直方向和水平方向的角度，主要是调整俯仰角，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。
由上可以看出，本发明中的跟踪拍摄方法考虑拍摄对象和无人机之间的三维相对位置关系，根据拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)、三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)和目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)调整无人机的三维位置坐标(x1，y1，z1)和无人机摄像头的拍摄角度θ，使拍摄对象始终位于摄像头的拍摄视角内，从而使无人机对三维空间内的目标进行跟踪拍摄，不受地域的限制。
本实施例对步骤S130进一步优化，其中，目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)包括目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)和目标高度差值(z1C-z2C)，步骤S130具体包括：
步骤S131、根据当前时刻拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)，调整无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)与拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)的差值等于目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)。即使无人机自拍摄初始时刻起与拍摄对象在平面二维坐标系内的相对位置关系一直保持定值，该定值就是目标平面二维坐标(x1C-x2C，y1C-y2C)。
步骤S132、根据当前时刻拍摄对象的高度z2，调整无人机的高度z1和摄像头的拍摄角度θ，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。将无人机的高度z1和摄像头的拍摄角度θ考虑进来，以完成拍摄对象在三维空间内的跟踪拍摄，不受地域的限制。
更具体地，如图2所示，本实施例对步骤S132进行优化，本实施例提供了一种具体的调整方式，拍摄开始时，在获取了目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)和当前时刻的拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)后，保持无人机和拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)等于目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)，并根据当前时刻拍摄对象的高度z2，调整无人机的高度z1，使调整后的无人机的高度z1与拍摄对象的高度z2的差值等于目标高度差值(z1C-z2C)，并保持摄像头的拍摄角度θ不变，即固定摄像头的拍摄角度θ不变，无人机和拍摄对象之间的三维位置关系自初始拍摄时刻起一直保持定值，该定值即为目标三维位置坐标差值，无人机的三维位置坐标(x1，y1，z1)随拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)实时调整，从而使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。
如图3所示，本实施例对步骤S132进行优化，本实施例提供了另一种具体的调整方式，拍摄开始时，在获取了目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)和当前时刻的拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)后，保持无人机和拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)等于目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)，保持无人机的高度z1始终不变，只调整摄像头的拍摄角度θ，使拍摄对象与摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，从而使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。摄像头的当前时刻的拍摄角度具体为，(y1-y2＝0)。其中，θt为摄像头的实时拍摄角度，zt为当前时刻的拍摄对象的实时高度。
在本实施例中，对步骤S110进行优化，获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值具体包括以下步骤：
步骤S111、获取当前时刻无人机的高度z1和拍摄对象的高度z2；
步骤S112、根据当前时刻无人机的高度z1和拍摄对象的高度z2，得到当前时刻无人机和拍摄对象之间的高度差值(z1-z2)，并以初始时刻的高度差值(z1-z2)作为目标高度差值(z1C-z2C)；
步骤S113、获取当前时刻无人机和拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)，并以初始时刻的平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)作为目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)，目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)和目标高度差值(z1C-z2C)组成目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)。
本实施例提供了一种具体的定位高度的方法，获取无人机的高度z1和拍摄对象的高度z2具体方式为：
根据无人机所在位置的气压值，得到无人机的高度z1；
根据拍摄对象所在位置的气压值，得到拍摄对象的高度z1。高度差值(z1-z2)可通过无人机和拍摄对象之间的气压值差得到。
当然，高度定位的方式还可以是其它方式，如雷达定位等。
在本实施例中，获取无人机和拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)的方式为：
通过GPS定位获取无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)；
通过GPS定位获取初始时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)；
根据无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)和拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)，得到平面二维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2)。
当然，还可以通过其它方式进行平面二维位置的定位，如北斗定位等。
以上的跟踪拍摄方法应用于无人机对地面行动目标的跟踪拍摄，如操控者使用无人机对带有定位装置的拍摄对象进行航空跟踪拍摄；或者操控者使用无人机对自己进行高空自行跟踪拍摄；或者对任何安装有定位装置的地面移动目标进行跟踪拍摄，如汽车、动物等。
基于以上的跟踪拍摄方法，本发明实施例还提供了一种基于无人机的跟踪拍摄装置，包括第一获取单元、第二获取单元和控制单元。
其中，第一获取单元用于获取当前时刻无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)，并以初始时刻的三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)作为目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)，目标三维位置坐标差值满足拍摄对象位于无人机的摄像头的拍摄视角内的条件。
第二获取单元用于获取当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)。
控制单元用于根据当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)和三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)以及目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)，调整当前时刻无人机的三维位置坐标(x1，y1，z1)以及摄像头的拍摄俯仰角度θ，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。
该跟踪拍摄装置能够使用无人机对三维空间内的拍摄对象进行跟踪拍摄，不受地域限制，方便拍摄。
本实施例提供了一种具体的控制单元，该控制单元包括二维坐标控制单元、高度和拍摄角度控制单元。其中，二维坐标控制单元，用于根据当前时刻拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)，调整无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)与所述拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)；
高度和拍摄角度控制单元用于根据当前时刻拍摄对象的高度z2，调整无人机的高度z1，使调整后的无人机的高度z1与拍摄对象的高度z2的差值等于所述目标高度差值(z1C-z2C)，并保持摄像头的拍摄角度θ不变，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。
本实施例提供了第二种具体的控制单元，该控制单元包括二维坐标控制单元、高度和拍摄角度控制单元。其中，二维坐标控制单元用于根据当前时刻拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)，调整无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)与拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)的差值等于目标平面二维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C)；
高度和拍摄角度控制单元用于保持无人机的高度z1始终不变，调整摄像头的拍摄角度θ，使拍摄对象与摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，以使拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
基于上述跟踪拍摄方法，本发明实施例提供了一种无人机的跟踪拍摄系统，包括无人机和遥控器，无人机上设置有摄像头，跟踪拍摄系统还包括第一气压计模块、第二气压计模块、第一GPS定位模块、第二GPS定位模块和跟踪拍摄控制器。其中，第一气压计模块设置在无人机上，用于检测无人机所在位置的气压值，定位无人机的高度z1。
第二气压计模块设置在遥控器上，用于检测拍摄对象所在位置的气压值，定位拍摄对象的高度z2。
第一GPS定位模块设置在无人机上，用于定位无人机的平面二维位置坐标(x1，y1)。
第二GPS定位模块设置在遥控器上，用于定位拍摄对象的平面二维位置坐标(x2，y2)。
跟踪拍摄控制器与第一气压计模块、第二气压计模块、第一GPS定位模块和第二GPS定位模块均连接，用于根据无人机的高度z1和平面二维位置坐标(x1，y1)以及拍摄对象的高度z2和平面二维位置坐标(x2，y2)计算得到无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)，并将初始时刻的三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)作为目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)，目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)满足拍摄对象位于无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；获取当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)；根据当前时刻拍摄对象的三维位置坐标(x2，y2，z2)和三维位置坐标差值(x1-x2，y1-y2，z1-z2)以及目标三维位置坐标差值(x1C-x2C，y1C-y2C，z1C-z2C)，调整当前时刻无人机的三维位置坐标(x1，y1，z1)以及摄像头的拍摄角度θ，以使拍摄对象位于摄像头的拍摄视角内。
跟踪拍摄控制器可以设置在无人机、遥控器或其它第三方设备上，只要能够实现各个数据的传递即可。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，包括：
获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的所述三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；
获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；
根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标、所述三维位置坐标差值和所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄俯仰角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述目标三维位置坐标差值包括目标平面二维位置坐标差值和目标高度差值；
所述根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度，使调整后的无人机的高度与所述拍摄对象的高度的差值等于所述目标高度差值，并保持所述摄像头的拍摄角度不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
4.根据权利要求2所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度和所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内包括：
保持所述无人机的高度始终不变，调整所述摄像头的拍摄角度，使拍摄对象与所述摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值包括：
获取所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度；
根据所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度，得到所述无人机和所述拍摄对象之间的高度差值；
获取所述无人机和所述拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值，所述目标平面二维位置坐标差值和所述高度差值组成所述三维位置坐标差值。
6.根据权利要求5所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述获取所述无人机的高度和所述拍摄对象的高度包括：
根据所述无人机所在位置的气压值，得到所述无人机的高度；
根据所述拍摄对象所在位置的气压值，得到所述拍摄对象的高度。
7.根据权利要求5所述的基于无人机的跟踪拍摄方法，其特征在于，所述获取所述无人机和所述拍摄对象之间的平面二维位置坐标差值包括：
通过GPS定位获取所述无人机的平面二维位置坐标；
通过GPS定位获取所述拍摄对象的平面二维位置坐标；
根据所述无人机的平面二维位置坐标和所述拍摄对象的平面二维位置坐标，得到所述平面二维位置坐标差值。
8.一种基于无人机的跟踪拍摄装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；
第二获取单元，用于获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；
控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述三维位置坐标差值以及所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄俯仰角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
9.根据权利要求8所述的基于无人机的跟踪拍摄装置，其特征在于，所述控制单元包括：
二维坐标控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
高度和拍摄角度控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的高度，调整所述无人机的高度，使调整后的无人机的高度与所述拍摄对象的高度的差值等于所述目标高度差值，并保持所述摄像头的拍摄角度不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
10.根据权利要求8所述的基于无人机的跟踪拍摄装置，其特征在于，所述控制单元包括：
二维坐标控制单元，用于根据当前时刻所述拍摄对象的平面二维位置坐标，调整所述无人机的平面二维位置坐标，以使调整后的无人机的平面二维位置坐标与所述拍摄对象的平面二维位置坐标的差值等于所述目标平面二维位置坐标差值；
高度和拍摄角度控制单元，用于保持所述无人机的高度始终不变，调整所述摄像头的拍摄角度，使拍摄对象与所述摄像头的拍摄视角的上下边界之间的距离保持不变，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
11.一种无人机的跟踪拍摄系统，包括无人机和遥控器，所述无人机上设置有摄像头，其特征在于，还包括：
设置在所述无人机上的第一气压计模块，用于检测所述无人机所在位置的气压值，定位所述无人机的高度；
设置在所述遥控器上的第二气压计模块，用于检测拍摄对象所在位置的气压值，定位所述拍摄对象的高度；
设置在所述无人机上的第一GPS定位模块，用于定位所述无人机的平面二维位置坐标；
设置在所述遥控器上的第二GPS定位模块，用于定位所述拍摄对象的平面二维位置坐标；
跟踪拍摄控制器，与所述第一气压计模块、所述第二气压计模块、所述第一GPS定位模块和所述第二GPS定位模块均连接，用于根据所述无人机的高度和平面二维位置坐标以及所述拍摄对象的高度和平面二维位置坐标计算得到无人机和拍摄对象之间的三维位置坐标差值，以初始时刻的三维位置坐标差值作为目标三维位置坐标差值，所述目标三维位置坐标差值满足所述拍摄对象位于所述无人机的摄像头的拍摄视角内的条件；获取当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标；根据当前时刻所述拍摄对象的三维位置坐标和所述三维位置坐标差值以及所述目标三维位置坐标差值，调整当前时刻所述无人机的三维位置坐标以及所述摄像头的拍摄角度，以使所述拍摄对象位于所述摄像头的拍摄视角内。
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