CN107168378A - 一种自动寻找目标物的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动寻找目标物的***及方法，在自动寻找目标物的***中，辅助摄像头用于捕获拍摄区域的图像，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；测距模块用于实时测量到目标物的距离；控制模块用于确定目标物相对飞行器的二维位置，再确定目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定目标物的三维位置，预测下一时刻目标物的三维位置，控制飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在处理后的图像中参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达目标物的三维位置处；执行模块用于在到达目标物的三维位置处时，执行相应的动作。实施本发明的技术方案，能大大提高用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及摄像领域，尤其涉及一种自动寻找目标物的***及方法。
背景技术
在一些特殊场合，有时会需要使用飞行器做一些事情。例如，需要使用飞行器将礼物送给特定的人以制造惊喜；在结婚现场，需要使用飞行器将结婚戒指送入新郎新娘手中；在高尔夫球场，需要使用飞行器来代替球童将球杆送到球员手中；再例如，在真人秀节目中，需要寻找到特定的目标物开始进行拍摄。这都要求飞行器能够准确地寻找到目标物，因此，市场呼唤一种能够自动寻找目标物的***去实现上述功能，提高用户体验。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述用户体验差的缺陷，提供一种能提高用户体验的自动寻找目标物的***及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自动寻找目标物的***，包括飞行器及设置在飞行器上用于获取自身位置信息的定位模块，所述自动寻找目标物的***还包括设置在所述飞行器上的控制模块、执行模块、测距模块、辅助摄像头及设置在所述辅助摄像头前面的窄带滤光片，而且，所述测距模块和所述辅助摄像头紧邻设置且两者的中心轴线平行，其中，
所述辅助摄像头，用于捕获拍摄区域的图像，其中，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；
所述测距模块，用于实时测量到所述目标物的距离；
所述控制模块，用于对所述辅助摄像头所捕获的图像及所述测距模块所测量的距离值进行处理，根据处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置，根据当前时刻的前一段时间内所述目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，控制所述飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处；
所述执行模块，用于在飞行器到达所述目标物的三维位置处时，执行相应的动作。
在本发明所述的自动寻找目标物的***中，所述自动寻找目标物的***还包括：
设置在所述飞行器上且与所述控制模块连接的主摄像头，而且，所述主摄像头和所述辅助摄像头紧邻设置，所述主摄像头和所述辅助摄像头的中心轴线平行。
在本发明所述的自动寻找目标物的***中，所述所述自动寻找目标物的***还包括：
设置在目标物的参考点上的窄带光源；或者，
设置在目标物的参考点上的反光片，且所述参考点位于窄带光源的照射范围内。
在本发明所述的自动寻找目标物的***中，所述参考点发射或反射特定闪光序列的光，其中，所述闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的；而且，
所述控制模块，还用于检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并在判断所获取的标识信息与预设的标识信息一致时，开始对所述辅助摄像头所捕获的图像进行处理。
在本发明所述的自动寻找目标物的***中，所述控制模块，还用于在对所述辅助摄像头所捕获的图像进行处理后，根据亮度值确定所述参考点的映像在所述处理后的图像中的位置。
本发明还构造一种自动寻找目标物的方法，包括：
S1.带有窄带滤光片的辅助摄像头捕获拍摄区域的图像，测距模块测量到目标物的距离；其中，辅助摄像头与测距模块紧邻设置且两者的中心轴线平行，而且，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；
S2.对辅助摄像头所捕获的图像及测距模块所测量的距离值进行处理；
S3.根据所述步骤S2中处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置；
S4.根据当前时刻的前一段时间内所述目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，并控制所述飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在所述步骤S2处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处；
S5.在飞行器到达所述目标物的三维位置处时，执行相应的动作。
在本发明所述的自动寻找目标物的方法中，在所述步骤S2和所述步骤S3之间还包括：
S6.根据亮度值确定所述参考点的映像在所述步骤S2处理后的图像中的位置。
在本发明所述的自动寻找目标物的方法中，所述参考点发射或反射特定闪光序列的光，其中，所述闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的；而且，
所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括：
S7.检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并判断所获取的标识信息与预设的标识信息是否一致，若是，则执行步骤S2；若否，则重新执行步骤S1。
在本发明所述的自动寻找目标物的方法中，还包括：
S8.将锁定窗口与所述步骤S2处理后的图像进行叠加；
S9.显示所测量的距离值及所述步骤S8叠加后的图像。
在本发明所述的自动寻找目标物的方法中，还包括：
S10.主摄像头捕获拍摄区域的图像，其中，主摄像头与辅助摄像头紧邻设置且两者的中心轴线平行；
S11.对主摄像头所捕获的图像进行处理；
S12.显示步骤S11处理后图像。
实施本发明的技术方案，由于辅助摄像头前设置有窄带滤光片，辅助摄像头在进行拍摄时，仅参考点上预设波长频带的光可通过，因此图像中仅能拍摄出参考点的映像。同时，测距模块测量到目标物的距离。接着，对该图像和该距离值进行处理。然后，根据处理后的图像和距离值并结合飞行器自身的位置 可确定出目标物的三维位置，而且可预测出下一时刻目标物的三维位置，并控制飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在处理后的图像中参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内。当飞行器到达目标物的三维位置处时，执行相应的动作，例如，使用机械手将特定物品递给目标物，或者，开始进行拍摄。这可应用于求婚结婚场合，使用该自动寻找目标物的***来将礼物或戒指送入特定人手中，也可用于高尔夫球场来替代球童的部分工作，还可用于真人秀节目的拍摄，极大地提高了用户体验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明自动寻找目标物的***实施例一的逻辑图；
图2A是一个实施例中在目标物与飞行器的位置示意图；
图2B、2C是在自动寻找过程中辅助摄像头所捕获的图像的示意图；
图3是本发明辅助摄像头所捕获的图像实施例一的示意图；
图4是本发明自动寻找目标物的***实施例二的逻辑图；
图5是本发明自动寻找目标物的方法实施例一的流程图。
具体实施方式
图1是本发明自动寻找目标物的***实施例一的逻辑图，该实施例的自动寻找目标物的***包括飞行器(未示出)、设置在飞行器上的控制模块11、执行模块15、定位模块16、测距模块12、辅助摄像头13及设置在该辅助摄像头13前面的窄带滤光片14，而且，辅助摄像头13和测距模块12紧邻设置，且两者的中心轴线平行。
在该实施例中，测距模块12用于实时测量到所述目标物的距离，该测距模块12例如为激光测距模块、超声测距模块或微波测距模块。辅助摄像头13用于捕获拍摄区域的图像，其中，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光，目标物例如为人、动物、汽车等。定位模块16用于获取自身位置信息，定位模块16例如为重力传感器、陀螺仪及加速度传感器。
另外，控制模块11用于对辅助摄像头13所捕获的图像及测距模块12所测量的距离值进行处理，根据处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置，根据当前时刻的前一段时间内目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，例如可根据最小二乘法或马尔科夫预测法进行位置预测。然后，控制飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处。执行模块15用于在飞行器到达目标物的三维位置处时，执行相应的动作，该执行模块15例如为机械手或主摄像头。
进一步地，控制模块11若发现目标物当前时刻的三维位置与所预测的三维位置不一致，则控制飞行器进行移动使飞行器重新退回到前一时刻的位置处，重新进行寻找。
关于参考点上预设波长频带的光，其可为波长大于760nm的光(例如红外光)，也可为波长小于380nm的光(例如紫外光)。
而且，在一些实施例中，参考点的光由窄带光源直接发出，例如，在参考点上设置红外发射管或紫外发射管，还可在参考点上设置相应的荧光剂。在另一些实施例中，参考点的光还可由反光片反射，具体为：在参考点上设置反光 片，在其它地方(例如在飞行器上)设置窄带光源，且该反光片位于窄带光源的照射范围内。
另外，目标物的参考点上不管是发射还是反射预设波长频带的光，优选地，该发射或反射的光可以是特定闪光序列的光，其中，该闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的。而且，在辅助摄像头13对该闪光序列进行捕获后，控制模块11还用于检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并在判断所获取的标识信息与预设的标识信息一致时，才开始对辅助摄像头所捕获的图像进行处理。若不一致，则说明是干扰光线，这样可避免目标物上其它光线对自动寻找的干扰。
下面结合图2A、2B、2C所示的例子说明自动寻找的原理：在自动寻找前，由于辅助摄像头13前设置有窄带滤光片，辅助摄像头13在进行拍摄时，仅目标物的参考点上预设波长频带的光能通过，因此图像中仅能拍摄出参考点的映像1，然后对该图像进行处理。同时，测距模块12测量到目标物的距离，然后对所测量的距离值进行处理。根据处理后的图像可确定出当前时刻目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定目标物相对飞行器的三维位置，然后结合飞行器自身的位置信息可确定出目标物的三维位置。如图2A所示，飞行器的当前位置在O点处，以飞行器的当前位置O为坐标原点建立的三维坐标系，目标物相对飞行器的三维位置在M点处。随着目标物的移动，根据当前时刻的前一段时间内所确定的目标物的三维位置可预测出下一时刻目标物的三维位置，例如，预测出下一时刻目标物的三维位置移动至M′点处，此时，控制飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置(飞行器移动至O′点处)逼近所预测的三维位置(M′点处)，直到飞行器的当前位置到达目标物的三维位置处。最后需说明的是，在该实施例中目标物是移动的目标物，当 然在其它实施例中，目标物也可以是静止的目标物。
而且，控制飞行器移动后使得在处理后的图像中参考点的映像1落入特定位置的锁定窗口2内。结合图2B、2C，锁定窗口2的预先设置的位置为：锁定窗口2的中心位于图像中的中心，且锁定窗口2为长方形。在自动寻找前，如图2B所示，参考点的映像1位于锁定窗口2的左上方，此时，控制飞行器向左向上移动，直至参考点的映像1落入锁定窗口2内，如图2C所示。在此需说明的是，以上只是本发明的一个实施例，在其它实施例中，锁定窗口2的位置可预先设置在图像的其它地方，用户可通过用户界面进行锁定窗口位置的设置，而且，锁定窗口2的形状还可为圆形、椭圆形、六边形等。
在一些情况下，由于目标物上可能存在一个或多个参考点的反光点，在辅助摄像头所拍摄的图像中，除了有参考点的映像，还可能有反光点的映像，如图3所示，1为参考点的映像，1′、1″分别为参考点反光点的映像，而反光点的映像1′、1″的亮度没有参考点映像1的亮度大，为了达到准确寻找的目的，控制模块首先需要先根据亮度值确定参考点的映像在图像中的位置，例如在图3中，确定1为参考点的映像，然后再根据参考点的位置与锁定窗口的位置的关系调整飞行器的移动。
图4是本发明自动寻找目标物的***实施例二的逻辑图，该实施例的自动寻找目标物的***相比图1所示的实施例，还包括主摄像头17，该主摄像头17设置在飞行器上且与控制模块11连接，而且，主摄像头17和辅助摄像头13紧邻设置，主摄像头17和辅助摄像头13的中心轴线平行，这样可保证两者的拍摄范围近乎一致。该主摄像头17用于捕获拍摄区域的图像，例如，可在自动寻找目标物的过程中进行拍摄，也可以在寻找到目标物后才开始拍摄。
另外，优选地，该自动寻找目标物的***还可包括主显示模块和辅助显 示模块，该主显示模块和辅助显示模块设置在远端的监控装置上，且通过无线方式与控制模块11进行连接。辅助显示模块对锁定窗口与辅助摄像头所拍摄的图像进行叠加后的图像进行显示，还可进一步显示所测量的距离值，这样可方便用户或测试人员对自动寻找过程进行实时查看。主显示模块用于主摄像头所拍摄的图像进行显示。当然，在另一些实施例中，还可将辅助显示模块和主显示模块合并为一个。这样，用户可在一个显示屏中同时看到目标物及参考点的映像，而且，进一步地，当发现图像中所确定的参考点与实际情况不符时，用户可通过重新选取参考点来进行纠正，***重新进行自动寻找。
图5是本发明自动寻找目标物的方法实施例一的流程图，该自动寻找目标物的拍摄方法包括：
S1.带有窄带滤光片的辅助摄像头捕获拍摄区域的图像，测距模块测量到目标物的距离；其中，辅助摄像头与测距模块紧邻设置且两者的中心轴线平行，而且，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；
S2.对辅助摄像头所捕获的图像及测距模块所测量的距离值进行处理；
S3.根据所述步骤S2中处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置；
S4.根据当前时刻的前一段时间内所述目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，并控制所述飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在所述步骤S2处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处；
S5.在飞行器到达所述目标物的三维位置处时，执行相应的动作。
优选地，在步骤S2和步骤S3之间还包括：
S6.根据亮度值确定所述参考点的映像在所述步骤S2处理后的图像中的位置。
在上述实施例的基础上，参考点发射或反射特定闪光序列的光，其中，所述闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的；而且，
步骤S1和步骤S2之间还包括：
S7.检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并判断所获取的标识信息与预设的标识信息是否一致，若是，则执行步骤S2；若否，则重新执行步骤S1。
本发明的自动寻找目标物的方法还可包括：
S8.将锁定窗口与所述步骤S2处理后的图像进行叠加；
S9.显示所测量的距离值及所述步骤S8叠加后的图像，进一步地，还可显示所测量的距离值。
在上述实施例的基础上，本发明的自动寻找目标物的方法还可包括：
S10.主摄像头捕获拍摄区域的图像，例如，可在自动寻找过程中进行拍摄，也可在寻找到目标物时才进行拍摄；
S11.对主摄像头所捕获的图像进行处理；
S12.显示步骤S11处理后图像。
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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种自动寻找目标物的***，包括飞行器及设置在飞行器上用于获取自身位置信息的定位模块，其特征在于，所述自动寻找目标物的***还包括设置在所述飞行器上的控制模块、执行模块、测距模块、辅助摄像头及设置在所述辅助摄像头前面的窄带滤光片，而且，所述测距模块和所述辅助摄像头紧邻设置且两者的中心轴线平行，其中，
所述辅助摄像头，用于捕获拍摄区域的图像，其中，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；
所述测距模块，用于实时测量到所述目标物的距离；
所述控制模块，用于对所述辅助摄像头所捕获的图像及所述测距模块所测量的距离值进行处理，根据处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置，根据当前时刻的前一段时间内所述目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，控制所述飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处；
所述执行模块，用于在飞行器到达所述目标物的三维位置处时，执行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的自动寻找目标物的***，其特征在于，所述自动寻找目标物的***还包括：
设置在所述飞行器上且与所述控制模块连接的主摄像头，而且，所述主摄像头和所述辅助摄像头紧邻设置，所述主摄像头和所述辅助摄像头的中心轴线平行。
3.根据权利要求1所述的自动寻找目标物的***，其特征在于，所述所述自动寻找目标物的***还包括：
设置在目标物的参考点上的窄带光源；或者，
设置在目标物的参考点上的反光片，且所述参考点位于窄带光源的照射范围内。
4.根据权利要求3所述的自动寻找目标物的***，其特征在于，所述参考点发射或反射特定闪光序列的光，其中，所述闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的；而且，
所述控制模块，还用于检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并在判断所获取的标识信息与预设的标识信息一致时，开始对所述辅助摄像头所捕获的图像进行处理。
5.根据权利要求1所述的自动寻找目标物的***，其特征在于，所述控制模块，还用于在对所述辅助摄像头所捕获的图像进行处理后，根据亮度值确定所述参考点的映像在所述处理后的图像中的位置。
6.一种自动寻找目标物的方法，其特征在于，包括：
S1.带有窄带滤光片的辅助摄像头捕获拍摄区域的图像，测距模块测量到目标物的距离；其中，辅助摄像头与测距模块紧邻设置且两者的中心轴线平行，而且，拍摄区域内目标物上的参考点具有预设波长频带的光；
S2.对辅助摄像头所捕获的图像及测距模块所测量的距离值进行处理；
S3.根据所述步骤S2中处理后的图像确定所述目标物相对飞行器的二维位置，再根据处理后的距离值确定所述目标物相对飞行器的三维位置，并结合自身位置信息确定所述目标物的三维位置；
S4.根据当前时刻的前一段时间内所述目标物的三维位置预测下一时刻所述目标物的三维位置，并控制所述飞行器进行相应移动使得飞行器的当前位置逼近所预测的目标物的三维位置，且使得在所述步骤S2处理后的图像中所述参考点的映像落入特定位置的锁定窗口内，直到飞行器到达所述目标物的三维位置处；
S5.在飞行器到达所述目标物的三维位置处时，执行相应的动作。
7.根据权利要求6所述的自动寻找目标物的方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S3之间还包括：
S6.根据亮度值确定所述参考点的映像在所述步骤S2处理后的图像中的位置。
8.根据权利要求6所述的自动寻找目标物的方法，其特征在于，所述参考点发射或反射特定闪光序列的光，其中，所述闪光序列是使用标识信息对窄带光源的光波进行光调制所获得的；而且，
所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括：
S7.检测参考点所发射或反射的闪光序列，并对其进行解调，以获取所述标识信息，并判断所获取的标识信息与预设的标识信息是否一致，若是，则执行步骤S2；若否，则重新执行步骤S1。
9.根据权利要求6所述的自动寻找目标物的方法，其特征在于，还包括：
S8.将锁定窗口与所述步骤S2处理后的图像进行叠加；
S9.显示所测量的距离值及所述步骤S8叠加后的图像。
10.根据权利要求6所述的自动寻找目标物的方法，其特征在于，还包括：
S10.主摄像头捕获拍摄区域的图像，其中，主摄像头与辅助摄像头紧邻设置且两者的中心轴线平行；
S11.对主摄像头所捕获的图像进行处理；
S12.显示步骤S11处理后图像。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |