CN106909172A - 环绕跟踪方法、装置和无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的环绕跟踪方法、装置和无人机，应用于飞行器控制技术领域。所述方法包括：接收用户终端发送的环绕跟踪指令，获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象。根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据。根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。在由用户确定对应欲拍摄对象的目标对象后，不需要用户掌握多个舵量手动控制无人机环绕跟踪，由所述无人机根据内部预设跟踪算法进行姿态调整和环绕跟踪，实现了无人机的半自动环绕跟踪欲拍摄对象的简化方案，提高了用户体验度。

Description

环绕跟踪方法、装置和无人机

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，具体而言，涉及一种环绕跟踪方法、装置和无人机。

背景技术

现有的无人机环绕跟踪技术中，无人机在进行环绕跟踪时，需要用户通过手动操控的方法来实现无人机对目标的环绕飞行或者环绕拍摄。用户手动控制环绕跟踪，需要操作者熟练掌握多个舵量的配合使用，增加了初学者的使用难度，降低了用户体验。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种环绕跟踪方法、装置和无人机，旨在改善上述无人机在进行环绕跟踪时，需要用户手动控制多个舵量才能控制无人机跟踪环绕，导致无人机跟踪环绕的操作难度较大影响用户使用的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供的一种环绕跟踪方法，应用于环绕跟踪拍摄欲拍摄对象的无人机。所述方法包括：接收用户终端发送的环绕跟踪指令，获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象。根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据。根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

第二方面，本发明实施例提供的一种环绕跟踪装置，应用于环绕跟踪拍摄欲拍摄对象的无人机。所述装置包括：指令接收模块，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令。目标对象获取模块，用于获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象。姿态调整数据计算模块，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据。姿态调整模块，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

第三方面，本发明实施例提供的一种无人机，所述无人机包括：存储器；以及处理器，与所述存储器电性连接；及环绕跟踪装置，所述环绕跟踪装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块。所述环绕跟踪装置包括：指令接收模块，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令。目标对象获取模块，用于获取与欲拍摄对象对应的目标对象。姿态调整数据计算模块，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据。姿态调整模块，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

上述本发明提供的环绕跟踪方法、装置和无人机，针对现有技术的无人机环绕跟踪时，需要用户手动控制多个舵量才能控制无人机跟踪环绕，导致无人机跟踪环绕的操作难度较大影响用户使用的问题。提供的环绕跟踪方法和装置应用于本发明实施例提供的无人机。在由用户确定对应欲拍摄对象的目标对象后，不需要用户掌握多个舵量手动控制无人机环绕跟踪，由所述无人机根据内部预设跟踪算法进行姿态调整和环绕跟踪，实现了无人机的半自动环绕跟踪欲拍摄对象的简化方案，提高了用户体验度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的无人机与用户终端的交互示意图；

图2是本发明实施例提供的无人机的方框图；

图3是本发明第一实施例提供的环绕跟踪方法的步骤流程图；

图4是本发明第一实施例所应用的无人机与欲拍摄对象的相对位置关系示意图；

图5本发明第二实施例提供的环绕跟踪方法的步骤流程图；

图6是本发明第三实施例提供的环绕跟踪装置的模块框图；

图7是本发明第四实施例提供的无人机的模块框图。

具体实施方式

本领域技术人员长期以来一直在寻求一种改善该问题的工具或方法。

鉴于此，本发明的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，得出本方案所示的较佳环绕跟踪方法、装置和无人机。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参照图1，是本发明实施例提供的无人机200与用户终端100进行交互的示意图。无人机200通过网络与用户终端100进行通信连接，以进行数据通信或交互。用户终端100可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，或者是无人机的手动遥控器等。在一种实施方式中，无人机200也可以通过红外线、蓝牙等其他无线信号传输方式与用户终端100进行通信连接，其他能实现无人机200与所述用户终端100之间信号传输的方式均可适用于本实施例。

参照图2，是无人机200的方框示意图。所述无人机200包括环绕跟踪装置201、存储器202、存储控制器203、处理器204、外设接口205、输入输出单元206。

所述存储器202、存储控制器203、处理器204、外设接口205、输入输出单元206各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述环绕跟踪装置201包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器202中。所述处理器204用于执行存储器202中存储的可执行模块，例如所述环绕跟踪装置包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器202可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器202用于存储程序，所述处理器204在接收到执行指令后，执行所述程序，后续本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的服务器/计算机所执行的方法可以应用于处理器204中，或者由处理器204实现。

处理器204可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器204可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口205将各种输入输出单元206耦合至处理器204以及存储器202。在一些实施例中，外设接口，处理器以及存储控制器可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元206用于提供给用户输入数据实现用户与所述无人机的交互。所述输入输出单元可以是，但不限于，触摸屏、鼠标和键盘等，用于响应用户的操作而输出对应的信号。

请参阅图3，是本发明第一实施例提供的应用于图2所示的无人机的环绕跟踪方法的步骤流程图。所述的无人机可以包括无人机本体、环绕跟踪装置、飞行控制器和图像采集装置，飞行控制器控制无人机本体的飞行操作，所述环绕跟踪装置用于处理无人机在环绕跟踪过程中的目标识别等图像数据处理工作，图像装置用于执行无人机在飞行过程中的图像采集操作。下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S301，接收用户终端发送的环绕跟踪指令。

用户通过用户终端与无人机进行通信，进行环绕跟踪的遥控操作。用户在确认需要所述无人机跟踪环绕欲拍摄目标后，通过所述用户终端发送环绕跟踪指令。无人机的环绕跟踪装置内可以仅设置本实施例提供的半自动的环绕跟踪模式，在无人机开机启动之后，由用户通过用户终端发送环绕跟踪指令至无人机，或者由用户终端在与所述无人机建立通信连接之后，自动发送环绕跟踪指令至无人机。

在其他实施方式中，无人机的环绕跟踪装置内设置的环绕跟踪模式还可以有多种，例如全自动环绕跟踪模式、半自动环绕跟踪模式和纯手动环绕跟踪模式。所述全自动环绕跟踪模式可以为，无人机内预设有跟踪目标的特征信息，在启动飞行之后，根据其内部预设的跟踪目标，结合预设的自动控制数据，实行对跟踪目标的全自动跟踪模式。半自动环绕跟踪模式，即可解释为本实施例提供的环绕跟踪模式，由用户终端开启该半自动环绕跟踪模式，并且由用户确认需要所述无人机环绕跟踪的目标对象，用户可以通过发送环绕速度信息控制无人机的跟踪环绕速度，跟踪环绕过程中的姿态调整等操作均由所述无人机自动完成。所述纯手动环绕跟踪模式可以为，目标对象的确认，无人机体态调整、环绕跟踪的控制均由用户手动控制。

步骤S302，获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象。

所述无人机在接收到用户终端发送的环绕跟踪指令后，确认执行环绕跟踪操作，则需要首先确认此次环绕跟踪操作的欲拍摄对象。控制所述无人机移动至第一拍摄区域，以使所述无人机采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息，并获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象。所述第一拍摄区域一般优选为，该区域的可视范围内可以采集到包含所述欲拍摄对象即可，以便进行后续的位置调整等操作。所述环绕跟踪装置通过控制所述无人机的飞行控制器，控制所述无人机移动至所述第一拍摄区域的具体实施过程可以有多种，可以由用户终端直接发送所述欲拍摄对象的定位坐标，由所述无人机根据所述欲拍摄对象的定位坐标移动至所述第一拍摄区域。也可以由所述无人机通过一定空间范围内的对象识别过程，识别所述欲拍摄对象的大概位置，再由无人机的飞行控制器控制所述无人机移动至第一拍摄区域。其他能控制所述无人机移动至可采集到欲拍摄对象的第一图像区域的第一拍摄区域的方式，均可适用于本实施例。

无人机移动至第一拍摄区域后，采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息，并从所述第一图像信息中获取对应所述欲拍摄对象的目标对象。根据目标对象的获取时的图像处理过程的执行终端的不同，获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象的方式可以有多种。

在一种实施方式中，由所述环绕跟踪装置执行图像处理操作。根据预设的识别算法，识别所述目标第一图像信息汇总的多个可跟踪对象。识别出所述第一图像信息中的多个可跟踪对象后，可以将识别的全部可跟踪对象均发送至所述用户终端，由用户通过所述用户终端，从全部可跟踪对象中选择至少一个目标可跟踪对象，将所选择的至少一个目标可跟踪对象作为选定对象发送至所述环绕跟踪装置。接收到所述用户终端发送的至少一个可跟踪对象后，根据选定对象生成所述目标对象。

如果选定的可跟踪对象的数量只有一个，则可以直接将该一个选定对象生成目标对象。如果选定的可跟踪对象的数量有至少两个，可以将该至少两个选定对象融合成一个整体目标，将融合后的整体目标作为所述目标对象。当然，也可以由所述用户终端将用户选择的至少两个可跟踪对象融合成一个整体目标，将融合后的整体目标作为选定目标发送至所述环绕跟踪装置。

在其他实施方式中，由所述用户终端执行相关的图像处理操作。无人机将所采集的包含欲拍摄对象的第一图像信息直接发送至用户终端，由用户终端进行可跟踪对象的识别。用户终端内预设有识别算法，识别所述第一图像信息中的多个可跟踪对象，并由用户从多个可跟踪对象中选择对应欲拍摄对象的至少一个可跟踪对象，根据至少一个可跟踪对象生成选定目标，并将所述可跟踪对象发送至所述无人机，由所述无人机进行环绕跟踪。在用户选择的可跟踪对象的数量为至少两个时，用户终端可以将该至少两个可跟踪对象作为选定对象，发送至所述无人机，由所述无人机进行整体目标融合处理。所述用户终端也可以将该至少两个可跟踪对象融合成一个整体目标，将融合后的所述整体目标作为选定对象发送至无人机。

在上述实施例的基础上，所述无人机或者用户终端执行的目标融合操作所依据的图像识别算法和融合算法等，均可参见现有的图像处理中常用的图像识别算法和目标融合算法，在此不做限定。

步骤S303，根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据。

依据上述步骤获取对应欲拍摄对象的目标对象后，进行目标对象的位置锁定和环绕跟踪操作。所述无人机的图像采集装置所采集的图像中，包含所述目标对象，为了实现较为精准的环绕跟踪以及较好的欲拍摄对象的显示效果，优选将所述目标对象锁定在所述图像内的预设目标处。获取所述无人机采集的图像中的目标对象的当前位置，以及预设目标位置，根据目标对象的当前位置与预设目标位置之间的距离，计算无人机需要补偿的偏移距离，进而计算得出无人机的姿态调整数据。

在一种实施方式中，获取所述目标对象在当前位置时的目标中心点，计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离。所述目标对象在当前位置时的目标中心点的获取过程可以为：获取所述目标对象的端点像素坐标，所述目标对象的端点像素坐标，可以包括横向最小像素点坐标、横向最大像素点坐标、纵向最大像素点坐标和纵向最小像素点坐标。根据所述目标对象的端点像素坐标和预设的中心点坐标计算公式，计算所述目标中心点的坐标。所述中心点坐标计算公式包括中心点横坐标计算公式和中心点纵坐标计算公式，中心点横坐标计算公式为：中心点横坐标＝(横向最小像素点坐标+横向最大像素点坐标)/2，中心点纵坐标计算公式为：中心点纵坐标＝(纵向最小像素点坐标+纵向最大像素点坐标)/2。

考虑到实际环绕跟踪拍摄时，用户希望目标对象位于图像采集装置所采集图像的特定区域内，设定此特定区域为预设目标位置。在一种实施方式中，将所述预设目标位置选择图像横向区域的中间位置，且处于图像竖向区域的中间偏下，即靠近地面一侧的竖向区域。因此可以将所述预设目标位置简化为预设中心点，将所述预设中心点的位置选定为图像横向中间，且竖向偏下的区域。所述预设目标位置的具体设置规则可以由所述无人机自动设置，或者由用户自定义设置，在此不做限定。

获取所述目标对象的目标中心点的像素坐标后，将所述目标中心点与所述预设目标位置坐标或者预设中心点的位置坐标进行比较，计算得出所述目标中心点与所述预设目标位置之间的偏移距离，并根据所述偏移距离生成所述无人机的姿态调整数据。

步骤S304，根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

依据上述步骤获取所述姿态调整数据后，控制所述无人机根据所述姿态调整数据进行姿态调整，以保证飞机与目标之间距离大致不变且机头始终指向所述欲拍摄对象，进而保证所述目标对象位于所述预设目标位置处，并以当前相对位置环绕跟踪所述目标对象。请参见图4，为本发明实施例所应用的无人机与所述欲拍摄对象之间的相对位置关系示意图。所述无人机与所述欲拍摄对象之间的水平距离(如图中R所示)，可以由所述无人机与所述目标对象之间的纵向相对距离以及所述目标对象与所述无人机之间的垂直距离(如图中L所示)确定。只要所述欲拍摄对象与无人机之间的水平距离R保持稳定，且所述无人机与所述目标对象的垂直间距L的保持不变，或者其变化范围小于垂直阈值，即可保证所述无人机与所述欲拍摄对象之间的距离S保持相对稳定。在一种实施方式中，所述垂直阈值可以取正负1.5m。

所述无人机的飞行控制器通过监测跟踪算法回传的目标对象的像素坐标数据，并结合上述步骤得到的纵向中心坐标与纵向总像素的比值，计算出所述目标对象的纵向相对位置。如果发现目标对象在所采集的图像中的相对位置偏低，则说明飞机距离欲拍摄对象过近，可以由所述无人机的飞行控制器控制飞机远离所述欲拍摄对象。如果发现目标对象在所采集的图像中的相对位置偏高，则说明无人机距离所述欲拍摄对象过远，可以由所述无人机的飞行控制器控制无人机远离靠近所述欲拍摄对象。在上述操作过程中，判断所述目标对象在所采集的图像中的相对位置是否正常的方式可以为：根据所述目标中心点与所述预设目标位置的相对高低来判断。如果目标中心点低于所述预设目标位置，则可以判定所述目标对象在所采集的图像中的位置偏低，反之，如果目标中心点高于所述预设目标位置，则判定所述目标对象在所采集的图像中的位置偏高。其他能判断目标对象在所采集的图像中的相对位置是否正常的方式均可适用于本实施例，在此不做限定。

无人机在进行初步姿态校正后，环绕跟踪欲拍摄对象。所述无人机可以接收用户通过所述用户终端发送的副翼舵量调整所述无人机的横向环绕速度，以方便用户可以自由的控制无人机环绕跟踪所述欲拍摄对象的速度。无人机在进行环绕跟踪拍摄的时候，可以将所述无人机的速度抽象为两个同时进行的动作：横滚轴环绕和航向角指向。因此在所述无人机的姿态调整过程中，可以包括：通过调整所述无人机的横滚角，调整所述无人机横向环绕的速度，调整所述无人机的航向角速度，调整所述无人机的机头指向。只要保证所述无人机的横向环绕速度，以及航向角的变化率，以及环绕半径满足如下关系：即可完成所述无人机环绕所述欲拍摄对象的圆形环绕飞行的动作。只要飞机横向飞行速度V_x，航向角θ的变化率(即为飞机环绕目标的角速度)及环绕半径满足上述等式关系时即可完成绕圆心环绕飞行的动作。因此，在飞机与目标距离不变的情况下，改变飞机横向速度即可改变飞机环绕目标的角速度。在一种实施方式中，通过在环绕跟踪的过程中根据用户终端发送的副翼舵量，使用户可以自由控制飞机的横向速度，进而控制飞机环绕的角速度大小及方向。

上述本发明实施例提供的环绕跟踪方法，在由用户确定对应欲拍摄对象的目标对象后，不需要用户掌握多个舵量手动控制无人机环绕跟踪，由所述无人机根据内部预设跟踪算法进行姿态调整和环绕跟踪，实现了无人机的半自动环绕跟踪欲拍摄对象的简化方案，提高了用户体验度。

请参见图5，为本发明第二实施例提供的环绕跟踪方法的步骤流程图。在上述实施例的基础上，增设了无人机导航设备的工作状态判断以及无人机环绕跟踪所述目标对象的具体实施方法。下面将结合图5，对本发明实施例提供的环绕跟踪方法进行具体解释。

步骤S501，判断是否进入半自动环绕跟踪模式。

如果进入半自动目标跟踪模式，则执行步骤S502，控制所述无人机移动至第一拍摄区域，以使所述无人机采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息。

如果没有进入半自动目标跟踪模式，则可以结束此次半自动目标跟踪环绕。由用户选择是否进入手动目标跟踪环绕模式等。

本实施例提供的环绕跟踪装置，其内部可以仅设置本实施例提供的半自动的环绕跟踪模式，在无人机启动之后，由用户通过用户终端发送环绕跟踪指令至无人机，或者由用户终端在与所述无人机建立通信连接之后，自动发送环绕跟踪指令至无人机。在其他实施方式中，无人机的环绕跟踪装置内设置的环绕跟踪模式还可以有多种，例如全自动环绕跟踪模式、半自动环绕跟踪模式和纯手动环绕跟踪模式。所述全自动环绕跟踪模式可以为，无人机内预设有跟踪目标的特征信息，在启动飞行之后，根据其内部预设的跟踪目标，结合预设的自动控制数据，实行对跟踪目标的全自动跟踪模式。半自动环绕跟踪模式，即可解释为本实施例提供的环绕跟踪模式，由用户终端开启该半自动环绕跟踪模式，并且由用户确认需要所述无人机环绕跟踪的目标对象，用户可以通过发送环绕速度信息控制无人机的跟踪环绕速度，跟踪环绕过程中的姿态调整等操作均由所述无人机自动完成。所述纯手动环绕跟踪模式可以为，目标对象的确认，无人机体态调整、环绕跟踪的控制均由用户手动控制。

无人机在执行环绕跟踪之前，首先判断是否进入半自动环绕跟踪模式。如果确认进入半自动目标跟踪模式，则可以进行后续的环绕跟踪的处理操作。如果确认不进入半自动环绕跟踪模式，用户未作出确认操作，或者用户选择退出、进入手动环绕跟踪模式或者进入全自动环绕跟踪模式，则不进行后续的半自动环绕跟踪操作，可以结束此次环绕跟踪操作，或者进入用户选择的其他环绕跟踪模式。

通过图像采集装置采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息，以便进行欲拍摄对象的位置跟踪和校准。第一图像信息采集的具体实施过程请参见上述实施例，不再赘述。

步骤S503，获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象。

采集到包含所述欲拍摄对象的第一图像信息，识别并框选出所述第一图像信息中所包含的对应所述欲拍摄对象的目标对象。所述目标对象的获取过程可具体参见上述实施例，在此不再赘述。

步骤S504，获取所述目标对象的目标中心点。

在进行所述目标对象的位置校准时，根据所述目标对象的像素坐标计算所述目标对象的目标中心点。所述目标对象的目标中心点的具体计算过程请参见上述实施例，不再赘述。

步骤S505，计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离。

获取所述目标对象的目标中心点之后，根据所述无人机的图像采集装置采集图像的预设目标位置，计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离。偏移距离的具体计算过程请参见上述实施例，不再赘述。

步骤S506，根据所述偏移距离和所述无人机的当前姿态数据，计算所述姿态调整数据。

依据上述步骤获取所述目标对象和所述预设目标位置间的偏移距离后，结合所述无人机的当前姿态数据，计算所述姿态调整数据。姿态调整数据的具体实施过程请参见上述实施例，不再赘述。

步骤S507，判断所述目标对象是否丢失。

如果所述目标对象没有丢失，则执行步骤S508。

如果所述目标对象丢失，则结束此次环绕跟踪操作。

依据上述步骤获取姿态调整数据之后，进行环绕跟踪前的状态确认操作。判断所述目标对象是否丢失，即为判断所述欲拍摄对象是否仍处于所述无人机的图像采集区域内。如果判定所述目标对象没有丢失，即所述目标对象仍处于采集的图像中，可以继续后续的操作。如果判定所述目标对象已经丢失，则表示所述目标对象已经不在所采集的图像中，进而表示所述欲拍摄对象已经不在所述无人机的图像采集装置的可视范围，此时需要结束此次环绕跟踪拍摄，或者跳转回第一图像信息的采集操作。

在一种实施方式中，所述无人机根据预设的目标跟踪算法锁定目标对象，并下发锁定目标对象提示。下发锁定目标对象的提示可以有多种形式，例如提示可以是弹框提示，或者是目标框变色提示等，其他能达到锁定目标对象的提示信息均可适用于本实施例。

步骤S508，判断所述无人机的导航设备是否正常工作。

如果所述无人机的导航设备正常工作，则执行步骤S509。

如果所述无人机的导航设备没有正常工作，结束此次环绕跟踪操作。

确定目标对象仍然位于采集的图像中后，判断所述无人机的导航设备是否正常工作。所述无人机的导航设备可以包括所述无人机的惯性导航测量系统(IMU)，或者所述无人机的测量仪器(GPS、光流相机、双目相机)等。如果判定所述无人机的导航设备均正常工作，则可以进行后续的环绕跟踪操作。如果判定所述无人机的导航设备没有正常工作，则结束此次环绕跟踪操作，避免非正常工作状态的导航设备导致的目标跟丢、甚至碰撞坠机等危险事故。

步骤S509，根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态。

环绕跟踪的前提状态确定之后，根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态。控制所述无人机调整姿态的具体实施过程请参见上述实施例，不再赘述。

步骤S510，判断在预设的等待时限内是否接收到所述用户终端发送副翼舵量。

如果在预设的等待时限内接收到所述用户终端发送的副翼舵量，执行步骤S511，根据所述副翼舵量控制所述无人机的摇杆舵量，环绕跟踪所述目标对象。

如果在预设的等待时限内没有接收到所述用户终端发送的副翼舵量，执行步骤S512，根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

为方便用户可以通过所述用户终端自由控制所述无人机环绕跟踪所述欲拍摄对象的速度，在进行无人机环绕跟踪操作之前，预设等待时限，判断在预设的等待时限内是否接收到所述用户终端发送的副翼舵量。在预设的等待时限内，将所述环绕速度降为0，可以保持悬停。如果在所述预设的等待时限内接收到所述用户终端发送的副翼舵量，则根据所述用户终端发送的副翼舵量，控制所述无人机的环绕角速度，并按照当前飞行速度环绕跟踪所述欲拍摄对象。控制所述无人机的环绕角速度可以通过控制所述无人机的摇杆舵量来控制环绕速度，其他能控制无人机的环绕角速度的实现方式均可适用于本实施例。如果在所述预设的等待时限内没有接收到用户终端发送的副翼舵量，则根据无人机内预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。既能保证用户可以通过发送副翼舵量，自由控制所述无人机环绕跟踪所述欲拍摄对象的速度，在用户不方便或者不熟练通过控制副翼舵量控制环绕速度时，可以根据预设的环绕速度进行环绕跟踪，进一步方便了用户使用。在其他实施方式中，用户终端发送的控制环绕速度的副翼舵量也可以是其他类型数据，例如环绕跟踪线速度等，其他能表征环绕速度的数据格式均可适用于本实施例。

在一种实施方式中，也可以仅设置预设速度环绕跟踪模式。所述无人机内预设的环绕速度，不再接收用户发送的环绕速度，仅根据其内部预设的环绕速度进行环绕跟踪。其内部预设的环绕速度可以由用户提前自定义设置。在其他实施方式中，也可以仅设置根据用户发送的环绕速度进行环绕跟踪的模式。无人机内不预设环绕速度，或者其预设环绕速度设为0，仅在接收到用户发送的环绕速度后，根据用户发送的环绕速度进行环绕跟踪拍摄。

步骤S513，判断是否接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令。

如果接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令，则结束此次环绕跟踪操作。

如果没有接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令，则跳转至步骤S507。

在正常的环绕跟踪过程中，考虑到用户可能会希望结束当前的环绕拍摄操作。所述环绕跟踪装置判断是否接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令。如果接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令，则结束此次环绕操作。反之，如果没有接收到所述用户终端发送的结束此次环绕跟踪的指令，则跳转回上述的环绕跟踪的状况判断和执行过程，直到此次环绕跟踪操作结束。

上述本发明实施例提供的环绕跟踪方法，增设半自动环绕跟踪目标模式的确认选择、目标锁定状态的确认、导航设备的工作状态的确认以及环绕跟踪速度的选择等过程，在用户确认启动半自动环绕跟踪之后，保证目标锁定和导航设备正常工作，在根据用户发送的副翼舵量或者预设的环绕速度环绕跟踪拍摄，进一步提高了环绕控制的便捷度、准确性和安全性。

请参见图6，为本发明第三实施例提供的环绕跟踪装置600的功能模块图，应用于环绕跟踪拍摄欲拍摄对象的无人机。本实施例提供的环绕跟踪装置600可以同上述实施例的环绕跟踪装置201。所述环绕跟踪装置600包括：指令接收模块601、目标对象获取模块602、姿态调整数据计算模块603和姿态调整模块604。

指令接收模块601，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令；

目标对象获取模块602，用于获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象；

姿态调整数据计算模块603，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据；

姿态调整模块604，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述目标对象获取模块602用于：

控制所述无人机移动至第一拍摄区域，以使所述无人机采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息；

获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述目标对象获取模块602具体用于：

根据预设的识别算法，获取所述第一图像信息中的多个可跟踪对象；

将所获取的多个所述可跟踪对象发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回选定对象，其中，所述选定对象为所述用户终端从多个所述可跟踪对象中选择的至少一个所述可跟踪对象；

将所述选定对象作为所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述目标对象获取模块602具体用于：

将所述第一图像信息发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回所述第一图像信息中的选定对象；

将所述用户终端返回的所述选定对象，作为所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整数据计算模块603用于：

获取所述目标对象的目标中心点；

计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离；

根据所述偏移距离和所述无人机的当前姿态数据，计算所述姿态调整数据。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整数据计算模块603用于：

获取所述目标对象的端点像素坐标；

根据所述目标对象的端点像素坐标和预设的中心点坐标计算公式，计算所述目标中心点。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整数据计算模块603用于：

控制所述无人机根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整模块604用于：

接收所述用户终端发送的副翼舵量；

根据所述副翼舵量控制所述无人机的摇杆舵量，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整数据计算模块603用于：

判断在预设的等待时限内是否接收到所述用户终端发送的副翼舵量；

如果在所述等待时限内接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据所述副翼舵量控制所述无人机的摇杆舵量，环绕跟踪所述目标对象；

如果在所述等待时限内没有接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

在上述实施例的基础上，所述装置600还包括设备状态判断模块605，所述设备状态判断模块605用于：

判断所述无人机的导航设备是否正常工作，其中，所述导航设备包括惯性导航系统或者测速仪器；

如果所述无人机的导航设备正常工作，执行根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态的步骤；

如果所述无人机的导航设备不是正常工作，结束此次环绕跟踪操作。

在上述实施例的基础上，所述姿态调整数据包括横向姿态调整数据和垂向姿态调整数据，所述姿态调整模块604用于：

根据所述横向姿态数据调整所述无人机的横滚角；

根据所述垂向姿态数据调整所述无人机的航向角。

上述本发明实施例提供的环绕跟踪装置，在由用户确定对应欲拍摄对象的目标对象后，不需要用户掌握多个舵量手动控制无人机环绕跟踪，由所述无人机根据内部预设跟踪算法进行姿态调整和环绕跟踪，实现了无人机的半自动环绕跟踪欲拍摄对象的简化方案，提高了用户体验度。增设半自动环绕跟踪目标模式的确认选择、目标锁定状态的确认、导航设备的工作状态的确认以及环绕跟踪速度的选择等过程，在用户确认启动半自动环绕跟踪之后，保证目标锁定和导航设备正常工作，在根据用户发送的副翼舵量或者预设的环绕速度环绕跟踪拍摄，进一步提高了环绕控制的便捷度、准确性和安全性。本实施例提供的环绕跟踪装置的具体实施过程可参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

请参见图7，为本发明第四实施例提供的无人机200的功能模块图。所述无人机包括：存储器701和处理器702，所述存储器701与所述处理器702电性连接。

所述无人机200还包括环绕跟踪装置，所述环绕跟踪装置安装于所述存储器701中并包括一个或多个由所述处理器702执行的软件功能模块，所述环绕跟踪装置包括：

指令接收模块，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令；

目标对象获取模块，用于获取与欲拍摄对象对应的目标对象；

姿态调整数据计算模块，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据；

姿态调整模块，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

综上所述，本发明实施例提供的环绕跟踪方法、装置和无人机，在由用户确定对应欲拍摄对象的目标对象后，不需要用户掌握多个舵量手动控制无人机环绕跟踪，由所述无人机根据内部预设跟踪算法进行姿态调整和环绕跟踪。增设半自动环绕跟踪目标模式的确认选择、目标锁定状态的确认、导航设备的工作状态的确认以及环绕跟踪速度的选择等过程，在用户确认启动半自动环绕跟踪之后，保证目标锁定和导航设备正常工作，在根据用户发送的副翼舵量或者预设的环绕速度环绕跟踪拍摄，进一步提高了环绕控制的便捷度、准确性和安全性。实现了无人机的半自动环绕跟踪欲拍摄对象的简化方案，提高了用户体验度

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种环绕跟踪方法，其特征在于，应用于环绕跟踪欲拍摄对象的无人机，所述方法包括：

接收用户终端发送的环绕跟踪指令；

获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象；

根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据；

根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取需要环绕跟踪的目标对象的步骤包括：

控制所述无人机移动至第一拍摄区域，以使所述无人机采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息；

获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象的步骤包括：

根据预设的识别算法，获取所述第一图像信息中的多个可跟踪对象；

将所获取的多个所述可跟踪对象发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回选定对象，其中，所述选定对象为所述用户终端从多个所述可跟踪对象中选择的至少一个所述可跟踪对象；

将所述选定对象作为所述目标对象。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象的步骤包括：

将所述第一图像信息发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回所述第一图像信息中的选定对象；

将所述用户终端返回的所述选定对象，作为所述目标对象。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据的步骤包括：

获取所述目标对象的目标中心点；

计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离；

根据所述偏移距离和所述无人机的当前姿态数据，计算所述姿态调整数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述目标对象的目标中心点的步骤包括：

获取所述目标对象的端点像素坐标；

根据所述目标对象的端点像素坐标和预设的中心点坐标计算公式，获取所述目标中心点。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机环绕跟踪所述目标对象的步骤包括：

控制所述无人机根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机环绕跟踪所述目标对象的步骤包括：

接收所述用户终端发送的副翼舵量；

根据所述副翼舵量控制所述无人机的环绕角速度，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机环绕跟踪所述目标对象的步骤包括：

判断在预设的等待时限内是否接收到所述用户终端发送副翼舵量；

如果在所述等待时限内接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据所述副翼舵量控制所述无人机的摇杆舵量，环绕跟踪所述目标对象；

如果在所述等待时限内没有接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态的步骤之前，所述方法还包括：

判断所述无人机的导航设备是否正常工作，其中，所述导航设备包括惯性导航系统或者测速仪器；

如果所述无人机的导航设备正常工作，执行根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态的步骤；

如果所述无人机的导航设备没有正常工作，结束此次环绕跟踪操作。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述姿态调整数据包括横向姿态数据和垂向姿态数据，根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态的步骤包括：

根据所述横向姿态数据调整所述无人机的横滚角；

根据所述垂向姿态数据调整所述无人机的航向角。

12.一种环绕跟踪装置，其特征在于，应用于环绕跟踪拍摄欲拍摄对象的无人机，所述装置包括：

指令接收模块，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令；

目标对象获取模块，用于获取与所述欲拍摄对象对应的目标对象；

姿态调整数据计算模块，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据；

姿态调整模块，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述目标对象获取模块用于：

控制所述无人机移动至第一拍摄区域，以使所述无人机采集包含所述欲拍摄对象的第一图像信息；

获取所述第一图像信息中包含的所述目标对象。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述目标对象获取模块具体用于：

根据预设的识别算法，获取所述第一图像信息中的多个可跟踪对象；

将所获取的多个所述可跟踪对象发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回选定对象，其中，所述选定对象为所述用户终端从多个所述可跟踪对象中选择的至少一个所述可跟踪对象；

将所述选定对象作为所述目标对象。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述目标对象获取模块具体用于：

将所述第一图像信息发送至所述用户终端，以使所述用户终端返回所述第一图像信息中的选定对象；

将所述用户终端返回的所述选定对象，作为所述目标对象。

16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述姿态调整数据计算模块用于：

获取所述目标对象的目标中心点；

计算所述目标中心点与所述预设目标位置间的偏移距离；

根据所述偏移距离和所述无人机的当前姿态数据，计算所述姿态调整数据。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述姿态调整数据计算模块用于：

获取所述目标对象的端点像素坐标；

根据所述目标对象的端点像素坐标和预设的中心点坐标计算公式，计算所述目标中心点。

18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述姿态调整数据计算模块用于：

控制所述无人机根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

19.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述姿态调整模块用于：

接收所述用户终端发送的副翼舵量；

根据所述副翼舵量控制所述无人机的环绕角速度，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。

20.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述姿态调整数据计算模块用于：

判断在预设的等待时限内是否接收到所述用户终端发送的副翼舵量；

如果在所述等待时限内接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据所述副翼舵量控制所述无人机的摇杆舵量，环绕跟踪所述目标对象；

如果在所述等待时限内没有接收到所述用户终端发送的所述副翼舵量，根据预设的环绕速度，环绕跟踪所述目标对象。

21.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设备状态判断模块，所述设备状态判断模块用于：

判断所述无人机的导航设备是否正常工作，其中，所述导航设备包括惯性导航系统或者测速仪器；

如果所述无人机的导航设备正常工作，执行根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态的步骤；

如果所述无人机的导航设备不是正常工作，结束此次环绕跟踪操作。

22.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述姿态调整数据包括横向姿态调整数据和垂向姿态调整数据，所述姿态调整模块用于：

根据所述横向姿态数据调整所述无人机的横滚角；

根据所述垂向姿态数据调整所述无人机的航向角。

23.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：

存储器；以及

处理器，与所述存储器电性连接；及

环绕跟踪装置，所述环绕跟踪装置安装于所述存储器中并包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述环绕跟踪装置包括：

指令接收模块，用于接收用户终端发送的环绕跟踪指令；

目标对象获取模块，用于获取与欲拍摄对象对应的目标对象；

姿态调整数据计算模块，用于根据所述目标对象在所述无人机所采集的图像中的当前位置和预设目标位置，计算姿态调整数据；

姿态调整模块，用于根据所述姿态调整数据控制所述无人机调整姿态，以使所述无人机环绕跟踪所述目标对象。