DE202014011010U1 - Target tracking systems - Google Patents
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Abstract
System zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (101), UAV, wobei das System Folgendes umfasst: einen oder mehrere Empfänger, die dafür konfiguriert sind, von einer entfernten Steuerung (1) einen oder mehrere Navigationsbefehle, um das UAV entlang einer Flugbahn zu bewegen, und (2) Zielinformationen (116) eines durch eine Bildgebungseinrichtung (104), die über einen Träger (102) an das UAV (101) angeschlossen ist, zu verfolgenden Ziels zu empfangen, wobei der Träger dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung (104) im Verhältnis zu dem UAV (101) bewegt, und einen oder mehrere Prozessoren, die dafür konfiguriert sind, auszuwählen zwischen (1) einem automatischen Verfolgungsmodus und (2) einem manuellen Verfolgungsmodus, wobei in dem automatischen Verfolgungsmodus der eine oder die mehreren Prozessoren dafür konfiguriert sind, wenigstens eines von dem UAV (101) oder dem Träger (102) einzustellen, während sich das UAV entlang der Flugbahn entsprechend dem einen oder den mehreren Navigationsbefehlen von der entfernten Steuerung bewegt, um das Ziel entsprechend den Zielinformationen zu verfolgen, um aufrechtzuerhalten, dass das Ziel innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes bleibt.A system for controlling an unmanned aerial vehicle (101), UAV, the system comprising: one or more receivers configured to command one or more navigation commands from a remote controller (1) to move the UAV along a flight path, and (2) to receive destination information (116) of a target to be tracked by an imaging device (104) connected to the UAV (101) via a carrier (102), the carrier being configured to allow the carrier to be tracked Imaging means (104) relative to the UAV (101), and one or more processors configured to select between (1) an automatic tracking mode and (2) a manual tracking mode, wherein in the automatic tracking mode one or more of the following a plurality of processors are configured to adjust at least one of the UAV (101) or the carrier (102) while the UAV travels along the trajectory e In response to the one or more navigation commands, the remote controller moves to track the destination in accordance with the destination information to maintain the destination remaining within an image captured by the imaging device.
Description
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART
Luftfahrzeuge, wie beispielsweise unbemannte Luftfahrzeuge (unmanned aerial vehicles – UAV) können zum Durchführen von Überwachungs-, Aufklärungs- und Erkundungsaufgaben für militärische und zivile Anwendungen verwendet werden. Solche Luftfahrzeuge können eine Nutzlast tragen, die dafür konfiguriert ist, eine spezifische Funktion, wie beispielsweise das Aufnehmen von Bildern des umgebenden Umfeldes, auszuführen.Aircraft, such as unmanned aerial vehicles (UAVs), may be used to perform surveillance, reconnaissance and reconnaissance tasks for military and civil applications. Such aircraft may carry a payload configured to perform a specific function, such as taking pictures of the surrounding environment.
Unter manchen Umständen kann es wünschenswert sein, dass Luftfahrzeuge ein spezifisches Ziel verfolgen. Für Luftfahrzeuge kleiner Größe wird eine solche Verfolgung herkömmlicherweise über Steuerbefehle von einem anwenderbedienten Fernsteuerungsendgerät oder -gerät erreicht. Solche manuelle Verfolgungssteuerung kann unter bestimmten Umständen, wie beispielsweise, wenn sich das bewegliche Objekt oder Ziel schnell bewegt oder wenn das bewegliche Objekt wenigstens teilweise vor der Sicht des Anwenders verborgen ist, schwierig werden. Darüber hinaus erfordert die für eine solche manuelle Verfolgung notwendige Aufmerksamkeit einen zugeordneten Anwender, der eine Kamera an Bord des Luftfahrzeugs steuert, gesondert von einem Anwender, der die Navigation des Luftfahrzeugs steuert, wodurch die Kosten für Luftfotografie und andere Anwendungen der Luftfahrzeuge gesteigert werden.In some circumstances, it may be desirable for aircraft to have a specific destination. For small size aircraft, such tracking is conventionally accomplished via control commands from a user-operated remote control terminal or device. Such manual tracking control may become difficult in certain circumstances, such as when the moving object or target is moving fast or when the moving object is at least partially hidden from the user's view. Moreover, the attention required for such manual tracking requires an associated user controlling a camera on board the aircraft, separate from a user controlling the navigation of the aircraft, thereby increasing the cost of aerial photography and other applications of the aircraft.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Unter manchen Umständen kann es wünschenswert sein, dass Luftfahrzeuge ein spezifisches Ziel verfolgen. Folglich besteht ein Bedarf an verbesserten UAV-Verfolgungsverfahren und -systemen, die eine automatische oder halbautomatische Verfolgung eines Ziels gewährleisten, wodurch Bediener der Luftfahrzeuge vom manuellen Verfolgen der Ziele entlastet werden. Die vorliegende Erfindung stellt Systeme, Verfahren und Geräte bereit, die mit der Zielverfolgung durch UAV verbunden sind. Das UAV kann dafür konfiguriert sein, Zielinformationen bezüglich eines durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung zu verfolgenden Ziels von einer Leitstation zu empfangen. Die Zielinformationen können durch das UAV verwendet werden, um das Ziel automatisch zu verfolgen, um so eine vorbestimmte Position und/oder Größe des Ziels innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder zu halten. Jegliche Beschreibung der Verfolgung kann visuelle Verfolgung durch die Bildgebungseinrichtung einschließen. Die Leitstation kann dafür konfiguriert sein, Bilder von der Bildgebungseinrichtung anzuzeigen sowie eine Anwendereingabe bezüglich der Zielinformation zu ermöglichen.In some circumstances, it may be desirable for aircraft to have a specific destination. Thus, there is a need for improved UAV tracking methods and systems that ensure automatic or semi-automatic tracking of a target, thereby relieving operators of the aircraft of manually tracking the targets. The present invention provides systems, methods, and devices associated with target tracking by UAV. The UAV may be configured to receive destination information regarding a destination to be followed by an imager connected to the UAV from a control station. The target information may be used by the UAV to automatically track the target so as to maintain a predetermined position and / or size of the target within one or more images captured by the imager. Any description of the tracking may include visual tracking by the imaging device. The control station may be configured to display images from the imaging device as well as to allow user input regarding the destination information.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Folgendes: das Empfangen, von einem entfernten Anwender, eines oder mehrerer Navigationsbefehle, um das UAV entlang einer Flugbahn zu bewegen, das Empfangen, von dem entfernten Anwender, von Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels und das Verfolgen des Ziels entsprechend den Zielinformationen durch das automatische Einstellen wenigstens eines von dem UAV und der Bildgebungseinrichtung, während sich das UAV entlang der Flugbahn entsprechend dem einen oder den mehreren Navigationsbefehlen von dem entfernten Anwender bewegt.According to one aspect of the present invention, a method for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The method includes receiving, from a remote user, one or more navigation commands to move the UAV along a trajectory, receiving, from the remote user, destination information of a target to be tracked by an imager on the UAV, and tracking the target corresponding to the target information by automatically adjusting at least one of the UAV and the imaging device while the UAV moves along the trajectory corresponding to the one or more navigation commands from the remote user.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) mit Verfolgungsfähigkeiten bereitgestellt. Das UAV umfasst Folgendes: einen oder mehrere Empfänger, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, von einem entfernten Anwender (1) einen oder mehrere Navigationsbefehle, um das UAV entlang einer Flugbahn zu bewegen, und (2) Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels zu empfangen, und einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, das Ziel entsprechend den Zielinformationen durch das automatische Einstellen wenigstens eines von dem UAV und der Bildgebungseinrichtung zu verfolgen, während sich das UAV entlang der Flugbahn entsprechend dem einen oder den mehreren Navigationsbefehlen von dem entfernten Anwender bewegt.According to another aspect of the present invention, an unmanned aerial vehicle (UAV) with tracking capabilities is provided. The UAV comprises: one or more receivers configured, singly or in common, to command from a remote user (1) one or more navigation commands to move the UAV along a trajectory; and (2) target information by an imaging device receive on the UAV to be tracked destination, and one or more processors configured, singly or in common, to track the destination according to the destination information by automatically adjusting at least one of the UAV and the imager while the UAV is traveling along the trajectory corresponding to the one or more navigation commands from the remote user moves.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das System umfasst Folgendes: einen oder mehrere Empfänger, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, von einem entfernten Anwender (1) einen oder mehrere Navigationsbefehle, um das UAV entlang einer Flugbahn zu bewegen, und (2) Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels zu empfangen, und einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, das Ziel entsprechend den Zielinformationen durch das automatische Einstellen wenigstens eines von dem UAV und der Bildgebungseinrichtung zu verfolgen, während sich das UAV entlang der Flugbahn entsprechend dem einen oder den mehreren Navigationsbefehlen von dem entfernten Anwender bewegt.According to another aspect of the present invention, a system for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The system includes: one or more receivers configured, singly or in common, to command from a remote user (1) one or more navigation commands to move the UAV along a trajectory, and (2) target information by an imaging device receive on the UAV to be tracked destination, and one or more processors configured, singly or in common, to track the destination according to the destination information by automatically adjusting at least one of the UAV and the imager while the UAV is traveling along the trajectory corresponding to the one or more navigation commands from the remote user moves.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die Bildgebungseinrichtung eine Kamera oder einen Kamerarekorder ein.In some embodiments, the imaging device includes a camera or a camera recorder.
Bei einigen Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Navigationsbefehle dafür eingerichtet, eine Geschwindigkeit, Position oder Lage des UAV zu steuern. In some embodiments, the one or more navigation commands are configured to control a speed, position, or location of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Ziel unbeweglich im Verhältnis zu einen Referenzobjekt.In some embodiments, the target is immobile relative to a reference object.
Bei einigen Ausführungsformen bewegt sich das Ziel im Verhältnis zu einen Referenzobjekt.In some embodiments, the target moves relative to a reference object.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen anfängliche Zielinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes initial destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die anfänglichen Zielinformationen eine anfängliche Position oder eine anfängliche Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes ein.In some embodiments, the initial target information includes an initial position or an initial size of the target within an image captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen Zielartinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes destination type information.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Verfolgen des Ziels entsprechend den Zielinformationen ferner das Identifizieren, auf der Grundlage der Zielartinformationen, des zu verfolgenden Ziels von innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder unter Verwendung eines Bilderkennungsalgorithmus ein.In some embodiments, tracking the target in accordance with the target information further includes identifying, based on the target species information, the target to be tracked from within one or more images captured by the imaging device using an image recognition algorithm.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielartinformationen Farb-, Textur- oder Musterinformationen ein.In some embodiments, the destination type information includes color, texture, or pattern information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen erwartete Zielinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes expected destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die erwarteten Zielinformationen eine erwartete Position oder eine erwartete Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes ein.In some embodiments, the expected target information includes an expected position or size of the target within an image captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen ist die erwartete Größe des Ziels die gleiche wie eine anfängliche Größe des Ziels.In some embodiments, the expected size of the target is the same as an initial size of the target.
Bei einigen Ausführungsformen ist die erwartete Position des Ziels die gleiche wie eine anfängliche Position des Ziels.In some embodiments, the expected position of the target is the same as an initial position of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Verfolgen des Ziels entsprechend den Zielinformationen das Halten, innerhalb eines vorbestimmten Toleranzgrades, der erwarteten Position oder der erwarteten Größe des Ziels innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder ein.In some embodiments, following the target in accordance with the target information includes tracking, within a predetermined tolerance level, the expected position, or the expected size of the target within one or more images captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Bildgebungseinrichtung über einen Träger an das UAV angeschlossen, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt.In some embodiments, the imaging device is connected to the UAV via a carrier that is configured to allow the imaging device to move relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Träger dafür konfiguriert, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung um wenigstens zwei Achsen im Verhältnis zu dem UAV dreht.In some embodiments, the carrier is configured to allow the imager to rotate about at least two axes relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Verfolgen des Ziels entsprechend den Zielinformationen das automatische Einstellen wenigstens eines von dem UAV, dem Träger oder der Bildgebungseinrichtung ein, während sich das UAV entlang der Flugbahn entsprechend dem einen oder den mehreren Navigationsbefehlen von dem entfernten Anwender bewegt.In some embodiments, tracking the target according to the destination information includes automatically adjusting at least one of the UAV, the carrier, or the imaging device as the UAV moves along the trajectory corresponding to the one or more navigation commands from the remote user.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen erwartete Zielinformationen ein, und das Verfolgen des Ziels entsprechend den Zielinformationen schließt Folgendes ein: das Bestimmen gegenwärtiger Zielinformationen des Ziels auf der Grundlage eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder, das Erfassen einer Abweichung der gegenwärtigen Zielinformationen von den erwarteten Zielinformationen und das Berechnen einer Einstellung an dem UAV, dem Träger oder der Bildgebungseinrichtung, um so die Abweichung im Wesentlichen zu berichtigen.In some embodiments, the target information includes expected target information, and tracking the target according to the target information includes determining the current target information of the target based on one or more images captured by the imaging device, detecting a deviation of the current target information from the expected one Destination information and calculating a setting on the UAV, the carrier or the imaging device, so as to substantially correct the deviation.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Position des Ziels verknüpft, und die berechnete Einstellung ist mit einer Winkelgeschwindigkeit für das UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the position of the target, and the calculated setting is associated with an angular velocity for the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Gierachse des UAV.In some embodiments, the angular velocity is related to a yaw axis of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Nickachse des UAV.In some embodiments, the angular velocity is related to a pitch axis of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Position des Ziels verknüpft, und die berechnete Einstellung ist mit einer Winkelgeschwindigkeit für die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the position of the target, and the calculated setting is associated with an angular velocity for the imaging device relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen wird die berechnete Einstellung dazu verwendet, Steuersignale für den Träger zu erzeugen, um so zu veranlassen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt.In some embodiments, the calculated adjustment is used to generate control signals for the wearer so as to cause the imaging device to move relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Größe des Ziels verknüpft, und die Einstellung ist mit einer linearen Geschwindigkeit für das UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is a change in the size of the target and the setting is linked to a linear velocity for the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Größe des Ziels verknüpft, und die Einstellung ist mit einem oder mehreren Parametern der Bildgebungseinrichtung verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the size of the target, and the adjustment is associated with one or more parameters of the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließen der eine oder die mehreren Parameter der Bildgebungseinrichtung Brennweite, Zoom oder Brennpunkt ein.In some embodiments, the one or more parameters of the imager include focal length, zoom, or focus.
Bei einigen Ausführungsformen ist die berechnete Einstellung auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt.In some embodiments, the calculated adjustment is limited to a predetermined range.
Bei einigen Ausführungsformen entspricht der vorbestimmte Bereich einem vorbestimmten Bereich des Steuerhebelmaßes eines Steuerungssystems.In some embodiments, the predetermined range corresponds to a predetermined range of the control lever amount of a control system.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Steuerungssystem ein Flugregelsystem für das UAV oder ein Steuerungssystem für den Träger ein.In some embodiments, the control system includes a flight control system for the UAV or a control system for the carrier.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Warnsignal bereitgestellt, falls die berechnete Einstellung außerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt.In some embodiments, a warning signal is provided if the calculated setting falls outside the predetermined range.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfolgen des Ziels das Vergleichen der berechneten Einstellung mit einem vorbestimmten maximalen Schwellenwert und das Bereitstellen des vorbestimmten maximalen Schwellenwertes, falls die berechnete Einstellung den vorbestimmten maximalen Schwellenwert überschreitet.In some embodiments, tracking the target includes comparing the calculated setting to a predetermined maximum threshold and providing the predetermined maximum threshold if the calculated setting exceeds the predetermined maximum threshold.
Bei einigen Ausführungsformen schließt der vorbestimmte maximale Schwellenwert eine maximale Winkelgeschwindigkeit oder eine maximale lineare Geschwindigkeit für das UAV oder die Bildgebungseinrichtung ein.In some embodiments, the predetermined maximum threshold includes a maximum angular velocity or a maximum linear velocity for the UAV or imager.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfolgen des Ziels das Vergleichen der berechneten Einstellung mit einem vorbestimmten minimalen Schwellenwert und das Bereitstellen des vorbestimmten minimalen Schwellenwertes, falls die berechnete Einstellung geringer ist als der vorbestimmte minimale Schwellenwert.In some embodiments, tracking the target includes comparing the calculated setting to a predetermined minimum threshold and providing the predetermined minimum threshold if the calculated setting is less than the predetermined minimum threshold.
Bei einigen Ausführungsformen schließt der vorbestimmte minimale Schwellenwert eine minimale Winkelgeschwindigkeit oder eine minimale lineare Geschwindigkeit für das UAV oder die Bildgebungseinrichtung ein.In some embodiments, the predetermined minimum threshold includes a minimum angular velocity or a minimum linear velocity for the UAV or imager.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Zielinformationen von einem für den entfernten Anwender zugänglichen Fernsteuerungsgerät empfangen.In some embodiments, the destination information is received from a remote control device accessible to the remote user.
Bei einigen Ausführungsformen werden der eine oder die mehreren Navigationsbefehle von dem gleichen Fernsteuerungsgerät empfangen.In some embodiments, the one or more navigation commands are received by the same remote control device.
Bei einigen Ausführungsformen werden der eine oder die mehreren Navigationsbefehle von einem unterschiedlichen Fernsteuerungsgerät empfangen.In some embodiments, the one or more navigation commands are received from a different remote control device.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fernsteuerungsgerät dafür konfiguriert, eine Anwendereingabe von einem Berührungsbildschirm, einem Joystick, einer Tastatur, einer Maus oder einem Stift zu empfangen.In some embodiments, the remote control device is configured to receive a user input from a touch screen, a joystick, a keyboard, a mouse, or a stylus.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fernsteuerungsgerät dafür konfiguriert, eine Anwendereingabe von einem tragbaren Gerät zu empfangen.In some embodiments, the remote control device is configured to receive a user input from a portable device.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fernsteuerungsgerät für Folgendes konfiguriert: ein oder mehrere durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder von dem UAV zu empfangen, das eine oder die mehreren Bilder anzuzeigen, eine Anwenderauswahl eines Ziels von innerhalb eines angezeigten Bildes zu empfangen, die Zielinformationen des Ziels auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels zu erzeugen und die Zielinformationen an das UAV zu übermitteln.In some embodiments, the remote control device is configured to: receive one or more images captured by the imaging device from the UAV, display the one or more images, receive a user selection of a target from within a displayed image, target the destination on the UAV Base the user selection of the target to generate and transmit the target information to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fernsteuerungsgerät ferner dafür konfiguriert, den einen oder die mehreren Navigationsbefehle auf der Grundlage von Anwendereingaben zu erzeugen und den einen oder die mehreren Navigationsbefehle an das UAV zu übermitteln.In some embodiments, the remote control device is further configured to generate the one or more navigation commands based on user input and to communicate the one or more navigation commands to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Fernsteuerungsgerät ferner dafür konfiguriert, Verfolgungsinformationen bezüglich des Ziels zu empfangen und das eine oder die mehreren Bilder mit den Verfolgungsinformationen anzuzeigen.In some embodiments, the remote control device is further configured to receive tracking information regarding the destination and display the one or more images with the tracking information.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) mit Verfolgungsfähigkeiten bereitgestellt. Das UAV umfasst Folgendes: einen oder mehrere Empfänger, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, von einem entfernten Anwender, anwenderspezifizierte Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels zu empfangen, wobei die anwenderspezifizierten Zielinformationen eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes einschließen, wobei die Bildgebungseinrichtung über einen Träger an das UAV angeschlossen ist, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt, und einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, eine Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels auf der Grundlage eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder zu erfassen und Befehle zu erzeugen, um das UAV, den Träger oder die Bildgebungseinrichtung automatisch einzustellen, um so die erfasste Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels im Wesentlichen zu berichtigen.In one aspect of the present invention, an unmanned aerial vehicle (UAV) with tracking capabilities is provided. The UAV comprises: one or more receivers, individually or in common, configured to receive, from a remote user, user-specified destination information of a destination to be tracked by an imager on the UAV, the user-specified destination information being a predetermined position or a predetermined location Size of the target within an image captured by the imager wherein the imaging device is connected to the UAV via a carrier configured to allow the imaging device to move in relation to the UAV, and one or more processors configured to be individually or collectively configured therefor Detecting deviation from the predetermined position or the predetermined size of the target based on one or more images taken by the imaging device and generating commands to automatically adjust the UAV, the carrier or the imaging device so as to detect the detected deviation from the predetermined position or substantially correct the predetermined size of the target.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das System umfasst Folgendes: einen oder mehrere Empfänger, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, von einem entfernten Anwender, anwenderspezifizierte Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels zu empfangen, wobei die anwenderspezifizierten Zielinformationen eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes einschließen, wobei die Bildgebungseinrichtung über einen Träger an das UAV angeschlossen ist, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt, und einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, eine Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels auf der Grundlage eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder zu erfassen und Befehle zu erzeugen, um das UAV, den Träger oder die Bildgebungseinrichtung automatisch einzustellen, um so die erfasste Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels im Wesentlichen zu berichtigen.According to another aspect of the present invention, a system for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The system includes: one or more receivers, individually or collectively, configured to receive, from a remote user, user-specified destination information of a destination to be tracked by an imager on the UAV, the user-specified destination information being a predetermined location or a predetermined location Size of the target within an image captured by the imaging device, the imaging device being connected to the UAV via a carrier configured to allow the imaging device to move relative to the UAV, and one or more processors that , individually or collectively, configured to detect a deviation from the predetermined position or size of the target based on one or more images taken by the imaging device and generate commands to cause the UAV, de n carrier or the imaging device so as to substantially correct the detected deviation from the predetermined position or the predetermined size of the target.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Folgendes: das Empfangen, von einem entfernten Anwender, anwenderspezifizierter Zielinformationen eines durch eine Bildgebungseinrichtung an dem UAV zu verfolgenden Ziels, wobei die anwenderspezifizierten Zielinformationen eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes einschließen, wobei die Bildgebungseinrichtung über einen Träger an das UAV angeschlossen ist, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt, das Erfassen, durch einen Prozessor an Bord des UAV, einer Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels auf der Grundlage eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder und das automatische Einstellen des UAV, des Trägers oder der Bildgebungseinrichtung, um so die erfasste Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels im Wesentlichen zu berichtigen.According to another aspect of the present invention, a method for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The method includes: receiving, from a remote user, user-specified destination information of a target to be tracked by an imager on the UAV, the user specified destination information including a predetermined position or a predetermined size of the target within an image captured by the imager, wherein the Imaging device is connected to the UAV via a carrier configured to allow the imaging device to move in relation to the UAV, detected by a processor aboard the UAV, a deviation from the predetermined position or the predetermined magnitude of the target on the basis of one or more images taken by the imaging device and automatically adjusting the UAV, the carrier or the imaging device so as to determine the detected deviation from the predetermined position or the predetermined one Essentially correct the size of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die Bildgebungseinrichtung eine Kamera oder einen Kamerarekorder ein.In some embodiments, the imaging device includes a camera or a camera recorder.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Empfangen, von dem entfernten Anwender, eines oder mehrerer Befehle, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position oder Lage des UAV zu steuern.In some embodiments, the method further comprises receiving, from the remote user, one or more commands configured to control a speed, position, or location of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Empfangen, von dem entfernten Anwender, eines oder mehrerer Befehle, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position oder Lage des Trägers zu steuern.In some embodiments, the method further comprises receiving, from the remote user, one or more commands configured to control a speed, position or attitude of the wearer.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Empfangen, von dem entfernten Anwender, eines oder mehrerer Befehle, die dafür eingerichtet sind, einen oder mehrere Betriebsparameter der Bildgebungseinrichtung zu steuern.In some embodiments, the method further comprises receiving, from the remote user, one or more commands configured to control one or more operating parameters of the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließen der eine oder die mehreren Betriebsparameter der Bildgebungseinrichtung Brennweite, Zoomniveau, Bildgebungsmodus, Bildauflösung, Brennpunkt, Schärfentiefe, Belichtung, Lichtstärke oder Gesichtsfeld ein.In some embodiments, the one or more operating parameters of the imager include focal length, zoom level, imaging mode, image resolution, focus, depth of field, exposure, intensity, or field of view.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Träger dafür konfiguriert, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung um wenigstens eine Achse im Verhältnis zu dem UAV dreht.In some embodiments, the carrier is configured to allow the imager to rotate about at least one axis relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Träger dafür konfiguriert, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung um wenigstens zwei Achsen im Verhältnis zu dem UAV dreht.In some embodiments, the carrier is configured to allow the imager to rotate about at least two axes relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen des Ziels ferner Zielartinformationen ein.In some embodiments, the destination information of the destination further includes destination type information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielartinformationen eine Farbe oder Textur des Ziels ein.In some embodiments, the destination type information includes a color or texture of the destination.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Position des Ziels eine anfängliche Position oder eine erwartete Position des Ziels ein. In some embodiments, the predetermined position of the target includes an initial position or an expected position of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Größe des Ziels eine anfängliche Größe oder eine erwartete Größe des Ziels ein.In some embodiments, the predetermined size of the target includes an initial size or an expected size of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Erfassen der Abweichung von der vorbestimmten Position oder der vorbestimmten Größe des Ziels das Vergleichen einer Position oder Größe des Ziels innerhalb des einen oder der mehreren durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bilder mit der vorbestimmten Position beziehungsweise der vorbestimmten Größe ein.In some embodiments, detecting the deviation from the predetermined position or size of the target includes comparing a position or size of the target within the one or more images captured by the imager with the predetermined position or size.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Einstellen des UAV, des Trägers oder der Bildgebungseinrichtung das Berechnen einer Einstellung an dem UAV, dem Träger oder der Bildgebungseinrichtung, um so die Abweichung im Wesentlichen zu berichtigen, ein.In some embodiments, adjusting the UAV, the carrier, or the imaging device includes calculating a setting on the UAV, the carrier, or the imager so as to substantially correct the deviation.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Position des Ziels verknüpft, und die berechnete Einstellung ist mit einer Winkelgeschwindigkeit für das UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the position of the target, and the calculated setting is associated with an angular velocity for the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Gierachse des UAV.In some embodiments, the angular velocity is related to a yaw axis of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Nickachse des UAV.In some embodiments, the angular velocity is related to a pitch axis of the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Position des Ziels verknüpft, und die berechnete Einstellung ist mit einer Winkelgeschwindigkeit für die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the position of the target, and the calculated setting is associated with an angular velocity for the imaging device relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen wird die berechnete Einstellung dazu verwendet, Steuersignale für den Träger zu erzeugen, um so zu veranlassen, dass sich die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem UAV bewegt.In some embodiments, the calculated adjustment is used to generate control signals for the wearer so as to cause the imaging device to move relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Gierachse der Bildgebungseinrichtung.In some embodiments, the angular velocity is related to a yaw axis of the imager.
Bei einigen Ausführungsformen steht die Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einer Nickachse der Bildgebungseinrichtung.In some embodiments, the angular velocity is related to a pitch axis of the imager.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Größe des Ziels verknüpft, und die Einstellung ist mit einer linearen Geschwindigkeit für das UAV verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the size of the target, and the adjustment is associated with a linear velocity for the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Abweichung mit einer Veränderung bei der Größe des Ziels verknüpft, und die Einstellung ist mit einem oder mehreren Parametern der Bildgebungseinrichtung verknüpft.In some embodiments, the deviation is associated with a change in the size of the target, and the adjustment is associated with one or more parameters of the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließen der eine oder die mehreren Parameter der Bildgebungseinrichtung Brennweite, Zoomniveau, Bildgebungsmodus, Bildauflösung, Brennpunkt, Schärfentiefe, Belichtung, Lichtstärke oder Gesichtsfeld ein.In some embodiments, the one or more parameters of the imager include focal length, zoom level, imaging mode, image resolution, focus, depth of field, exposure, intensity, or field of view.
Bei einigen Ausführungsformen ist die berechnete Einstellung auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt.In some embodiments, the calculated adjustment is limited to a predetermined range.
Bei einigen Ausführungsformen entspricht der vorbestimmte Bereich einem vorbestimmten Bereich des Steuerhebelmaßes eines Steuerungssystems.In some embodiments, the predetermined range corresponds to a predetermined range of the control lever amount of a control system.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Steuerungssystem ein Navigationssteuerungssystem für das UAV oder ein Steuerungssystem für den Träger ein.In some embodiments, the control system includes a navigation control system for the UAV or a control system for the wearer.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen eines Warnsignals, falls die berechnete Einstellung außerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt.In some embodiments, the method further comprises providing a warning signal if the calculated adjustment falls outside the predetermined range.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Warnsignal dazu verwendet, ein Audio- oder ein visuelles Signal bereitzustellen.In some embodiments, the warning signal is used to provide an audio or visual signal.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Warnsignal dazu verwendet, ein kinetisches Signal bereitzustellen.In some embodiments, the warning signal is used to provide a kinetic signal.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Übermitteln, im Wesentlichen in Echtzeit, von durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildern an ein für den entfernten Anwender zugängliches entferntes Anwendergerät.In some embodiments, the method further comprises communicating, in substantially real time, images taken by the imaging device to a remote user device accessible to the remote user.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das entfernte Anwendergerät eine Anzeige zum Anzeigen der durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bilder.In some embodiments, the remote user device includes a display for displaying the images captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das entfernte Anwendergerät ein Eingabegerät zum Bereitstellen der Zielinformationen.In some embodiments, the remote user device includes an input device for providing the destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Eingabegerät einen Berührungsbildschirm, einen Joystick, eine Tastatur, eine Maus oder einen Stift ein.In some embodiments, the input device includes a touch screen, a Joystick, a keyboard, a mouse or a pen.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Eingabegerät ein tragbares Gerät ein.In some embodiments, the input device includes a portable device.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Zielinformationen auf der Grundlage der übermittelten Bilder bereitgestellt.In some embodiments, the destination information is provided based on the transmitted images.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen, im Wesentlichen in Echtzeit, von Verfolgungsinformationen des Ziels für das entfernte Anwendergerät.In some embodiments, the method further comprises providing, in real time, tracking information of the destination to the remote user equipment.
Bei einigen Ausführungsformen ist das entfernte Anwendergerät für Folgendes konfiguriert: eine Anwenderauswahl des Ziels von innerhalb eines oder mehrerer auf dem entfernten Anwendergerät angezeigten Bildern zu empfangen und die Zielinformationen des Ziels auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels zu erzeugen.In some embodiments, the remote user equipment is configured to: receive a user selection of the destination from within one or more images displayed on the remote user equipment, and generate the destination information of the destination based on the user selection of the destination.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Folgendes: das Anzeigen, über eine Anzeige, eines oder mehrerer durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder im Wesentlichen in Echtzeit, das Empfangen, über ein Eingabegerät, einer Anwenderauswahl eines Ziels von innerhalb des einen oder der mehreren im Wesentlichen in Echtzeit angezeigten Bilder, das Erzeugen von Zielinformationen des Ziels wenigstens zum Teil auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels und das Bereitstellen der Zielinformationen für das UAV, um so zu ermöglichen, dass das UAV autonom das Ziel entsprechend den Zielinformationen verfolgt.According to another aspect of the present invention, a method for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The method includes: displaying, in substantially real-time, via a display, one or more images captured by an imager connected to the UAV, receiving, via an input device, a user selection of a target from within the one or more substantially Real-time displayed images, generating target information of the target based at least in part on the user selection of the target, and providing the target information to the UAV so as to allow the UAV to autonomously track the target according to the target information.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das System umfasst Folgendes: eine Anzeige, die dafür konfiguriert ist, eines oder mehrere durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder im Wesentlichen in Echtzeit anzuzeigen, ein Eingabegerät, das dafür konfiguriert ist, eine Anwenderauswahl eines Ziels von innerhalb wenigstens eines von dem einen oder den mehreren auf der Anzeige angezeigten Bildern zu empfangen, einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, Zielinformationen des Ziels wenigstens zum Teil auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels zu erzeugen, und einen Sender, der dafür konfiguriert ist, die Zielinformationen für das UAV bereitzustellen, um so zu ermöglichen, dass das UAV autonom das Ziel entsprechend den Zielinformationen verfolgt.According to another aspect of the present invention, a system for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The system includes: a display configured to display substantially in real time one or more images taken by an imager connected to the UAV, an input device configured to provide user selection of a target from within at least one of the one or to receive the plurality of images displayed on the display, one or more processors that, individually or collectively, are configured to generate destination information of the destination based at least in part on the user selection of the destination, and a sender configured thereto to provide the destination information to the UAV so as to allow the UAV to autonomously track the destination according to the destination information.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst Folgendes: eine Anzeige, die dafür konfiguriert ist, eines oder mehrere durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder im Wesentlichen in Echtzeit anzuzeigen, ein Eingabegerät, das dafür konfiguriert ist, eine Anwenderauswahl eines Ziels von innerhalb wenigstens eines von dem einen oder den mehreren auf der Anzeige angezeigten Bildern zu empfangen, einen oder mehrere Prozessoren, die, einzeln oder gemeinsam, dafür konfiguriert sind, Zielinformationen des Ziels wenigstens zum Teil auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels zu erzeugen, und einen Sender, der dafür konfiguriert ist, die Zielinformationen für das UAV bereitzustellen, um so zu ermöglichen, dass das UAV autonom das Ziel entsprechend den Zielinformationen verfolgt.According to another aspect of the present invention, an apparatus for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The apparatus comprises: a display configured to display substantially in real time one or more images taken by an imager connected to the UAV, an input device configured to provide user selection of a target from within at least one of the one or to receive the plurality of images displayed on the display, one or more processors that, individually or collectively, are configured to generate destination information of the destination based at least in part on the user selection of the destination, and a sender configured thereto to provide the destination information to the UAV so as to allow the UAV to autonomously track the destination according to the destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen anfängliche Zielinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes initial destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die anfänglichen Zielinformationen eine anfängliche Position oder eine anfängliche Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes ein.In some embodiments, the initial target information includes an initial position or an initial size of the target within an image captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Zielinformationen auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels erzeugt.In some embodiments, the destination information is generated based on the user selection of the destination.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen Zielartinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes destination type information.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielartinformationen Farb-, Textur- oder Musterinformationen ein.In some embodiments, the destination type information includes color, texture, or pattern information.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Zielartinformationen auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels erzeugt.In some embodiments, the destination type information is generated based on the user selection of the destination.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen erwartete Zielinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes expected destination information.
Bei einigen Ausführungsformen werden die erwarteten Zielinformationen auf der Grundlage der Anwenderauswahl des Ziels erzeugt.In some embodiments, the expected destination information is generated based on the user selection of the destination.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die erwarteten Zielinformationen eine erwartete Position oder eine erwartete Größe des Ziels innerhalb eines durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildes ein.In some embodiments, the expected target information includes an expected position or size of the target within an image captured by the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen nicht erwartete Zielinformationen ein.In some embodiments, the destination information includes unintended destination information.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Eingabegerät einen Berührungsbildschirm, einen Joystick, eine Tastatur, eine Maus, einen Stift oder ein tragbares Gerät ein. In some embodiments, the input device includes a touch screen, a joystick, a keyboard, a mouse, a pen, or a portable device.
Bei einigen Ausführungsformen wird die Anwenderauswahl des Ziels dadurch erreicht, dass ein Anwender einen Bereich des wenigstens einen von dem einen oder den mehreren auf der Anzeige angezeigten Bildern auswählt, wobei der ausgewählte Bereich dem Ziel entspricht.In some embodiments, the user selection of the target is achieved by a user selecting an area of the at least one of the one or more images displayed on the display, the selected area corresponding to the destination.
Bei einigen Ausführungsformen wird die Anwenderauswahl des Ziels dadurch erreicht, dass ein Anwender unmittelbar einen Bereich des wenigstens einen von dem einen oder den mehreren auf der Anzeige angezeigten Bildern berührt, wobei der berührte Bereich dem Ziel entspricht.In some embodiments, user selection of the target is achieved by a user directly touching an area of the at least one of the one or more images displayed on the display, the touched area corresponding to the destination.
Bei einigen Ausführungsformen wählt der Anwender den Bereich unter Verwendung eines Stifts, einer Maus, einer Tastatur oder eines tragbaren Geräts aus.In some embodiments, the user selects the area using a pen, a mouse, a keyboard, or a portable device.
Bei einigen Ausführungsformen schließt das Auswählen des Bereichs das Berühren, Wischen, Kreisen oder Klicken in dem Bereich ein.In some embodiments, selecting the area includes touching, swiping, circling, or clicking in the area.
Bei einigen Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Prozessoren, einzeln oder gemeinsam, ferner dafür konfiguriert, auf der Anzeige als Reaktion auf die Anwenderauswahl des Ziels das ausgewählte Ziel mit einem Auswahlanzeiger anzuzeigen, wobei der Auswahlanzeiger anzeigt, dass das Ziel durch den Anwender ausgewählt worden ist.In some embodiments, the one or more processors, individually or in common, are further configured to display on the display, in response to the user selection of the destination, the selected destination with a selection indicator, the selection indicator indicating that the destination has been selected by the user is.
Bei einigen Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Prozessoren, einzeln oder gemeinsam, ferner dafür konfiguriert, Verfolgungsinformationen bezüglich des Ziels zu empfangen und, auf der Grundlage der Verfolgungsinformationen, das ausgewählte Ziel mit einem Verfolgungsanzeiger innerhalb eines oder mehrerer darauffolgender durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder anzuzeigen, wobei der Verfolgungsanzeiger, im Wesentlichen in Echtzeit, anzeigt, dass das Ziel durch das UAV entsprechend den Zielinformationen verfolgt wird.In some embodiments, the one or more processors, individually or in common, are further configured to receive tracking information regarding the destination and, based on the tracking information, to display the selected destination with a tracking indicator within one or more subsequent images captured by the imaging device wherein the tracking indicator indicates, in substantially real-time, that the target is being tracked by the UAV in accordance with the target information.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Folgendes: das Empfangen, im Wesentlichen in Echtzeit, eines oder mehrerer durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder, das Empfangen anwenderspezifizierter Zielinformationen eines Ziels, die eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines Bildes von dem einen oder den mehreren Bildern einschließen, das Bereitstellen der anwenderspezifizierten Zielinformationen für das UAV und das Anzeigen des einen oder der mehreren Bilder und eines mit dem Ziel verknüpften Verfolgungsanzeigers innerhalb des einen oder der mehreren Bilder, wobei der Verfolgungsanzeiger anzeigt, dass das Ziel durch das UAV im Wesentlichen in Echtzeit entsprechend den anwenderspezifizierten Zielinformationen verfolgt wird.According to another aspect of the present invention, a method for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The method includes: receiving, in substantially real-time, one or more images captured by an imager connected to the UAV, receiving user-specified destination information of a target that has a predetermined position or a predetermined size of the target within an image of the one or more images providing the user-specified destination information to the UAV and displaying the one or more images and a tracking pointer associated with the destination within the one or more images, wherein the tracking indicator indicates that the target is substantially through the UAV is tracked in real time according to the user-specified destination information.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst Folgendes: einen Empfänger, der dafür konfiguriert ist, im Wesentlichen in Echtzeit, eines oder mehrere durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder zu empfangen, ein Eingabegerät, das dafür konfiguriert ist, anwenderspezifizierte Zielinformationen eines Ziels, die eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines Bildes von dem einen oder den mehreren Bildern einschließen, zu empfangen, einen Sender, um die anwenderspezifizierten Zielinformationen für das UAV bereitzustellen, und eine Anzeige, die dafür konfiguriert ist, das eine oder die mehreren Bilder und einen mit dem Ziel verknüpften Verfolgungsanzeiger innerhalb des einen oder der mehreren Bilder anzuzeigen, wobei der Verfolgungsanzeiger anzeigt, dass das Ziel durch das UAV im Wesentlichen in Echtzeit entsprechend den anwenderspezifizierten Zielinformationen verfolgt wird.According to another aspect of the present invention, an apparatus for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The apparatus includes: a receiver configured to receive, in substantially real-time, one or more images captured by an imager connected to the UAV, an input device configured to provide user-specified destination information of a target having a predetermined position or include a predetermined size of the destination within an image of the one or more images, receive a sender to provide the user-specified destination information for the UAV, and a display configured to store the one or more images and an image with the goal of displaying a tracking indicator associated with the target within the one or more images, wherein the tracking indicator indicates that the target is being tracked by the UAV in substantially real time according to the user specified target information.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Steuern eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) bereitgestellt. Das System umfasst Folgendes: einen Empfänger, der dafür konfiguriert ist, im Wesentlichen in Echtzeit, eines oder mehrere durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder zu empfangen, ein Eingabegerät, das dafür konfiguriert ist, anwenderspezifizierte Zielinformationen eines Ziels, die eine vorbestimmte Position oder eine vorbestimmte Größe des Ziels innerhalb eines Bildes von dem einen oder den mehreren Bildern einschließen, zu empfangen, einen Sender, um die anwenderspezifizierten Zielinformationen für das UAV bereitzustellen, und eine Anzeige, die dafür konfiguriert ist, das eine oder die mehreren Bilder und einen mit dem Ziel verknüpften Verfolgungsanzeiger innerhalb des einen oder der mehreren Bilder anzuzeigen, wobei der Verfolgungsanzeiger anzeigt, dass das Ziel durch das UAV im Wesentlichen in Echtzeit entsprechend den anwenderspezifizierten Zielinformationen verfolgt wird.According to another aspect of the present invention, a system for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV) is provided. The system includes: a receiver configured to receive, in substantially real-time, one or more images captured by an imager connected to the UAV, an input device configured to provide user-specified destination information of a target having a predetermined position or include a predetermined size of the destination within an image of the one or more images, receive a sender to provide the user-specified destination information for the UAV, and a display configured to store the one or more images and an image with the goal of displaying a tracking indicator associated with the target within the one or more images, wherein the tracking indicator indicates that the target is being tracked by the UAV in substantially real time according to the user specified target information.
Bei einigen Ausführungsformen ist das Eingabegerät ferner dafür konfiguriert, einen oder mehrere Befehle zu empfangen, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position, Ausrichtung oder Lage des UAV oder einen oder mehrere Betriebsparameter der Bildgebungseinrichtung zu steuern.In some embodiments, the input device is further configured to receive one or more commands configured for speed, position, alignment or position of the UAV or to control one or more operating parameters of the imager.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Bildgebungseinrichtung an das UAV angeschlossen über einen Träger, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung entlang wenigstens einer Achse im Verhältnis zu dem UAV dreht, und wobei das Eingabegerät ferner dafür konfiguriert ist, einen oder mehrere Befehle zu empfangen, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position, Ausrichtung oder Lage des Trägers zu steuern.In some embodiments, the imaging device is connected to the UAV via a carrier configured to allow the imaging device to rotate along at least one axis relative to the UAV, and wherein the input device is further configured to execute one or more commands receive, which are adapted to control a speed, position, orientation or position of the carrier.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Träger dafür konfiguriert, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung um wenigstens zwei Achsen im Verhältnis zu dem UAV dreht.In some embodiments, the carrier is configured to allow the imager to rotate about at least two axes relative to the UAV.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Ziel durch die Bildgebungseinrichtung entsprechend den Zielinformationen verfolgt über eine automatische Einstellung an wenigstens einem von dem UAV, dem Träger oder der Bildgebungseinrichtung.In some embodiments, the target is tracked by the imaging device in accordance with the target information via automatic adjustment to at least one of the UAV, the carrier, or the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen ist ein zweites Eingabegerät eingeschlossen und dafür konfiguriert, einen oder mehrere Befehle zu empfangen, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position, Ausrichtung oder Lage des UAV oder einen oder mehrere Betriebsparameter der Bildgebungseinrichtung zu steuern.In some embodiments, a second input device is included and configured to receive one or more commands configured to control a speed, position, orientation, or location of the UAV or one or more operating parameters of the imager.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Bildgebungseinrichtung an das UAV angeschlossen über einen Träger, der dafür konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass sich die Bildgebungseinrichtung entlang wenigstens einer Achse im Verhältnis zu dem UAV dreht, und wobei das System ferner ein zweites Eingabegerät umfasst, das dafür konfiguriert ist, einen oder mehrere Befehle zu empfangen, die dafür eingerichtet sind, eine Geschwindigkeit, Position, Ausrichtung oder Lage des Trägers zu steuern.In some embodiments, the imaging device is connected to the UAV via a carrier configured to allow the imaging device to rotate along at least one axis relative to the UAV, and the system further includes a second input device configured therefor is to receive one or more commands adapted to control a speed, position, orientation or attitude of the wearer.
Bei einigen Ausführungsformen schließen der eine oder die mehreren Betriebsparameter der Bildgebungseinrichtung Brennweite, Zoomniveau, Bildgebungsmodus, Bildauflösung, Brennpunkt, Schärfentiefe, Belichtung, Lichtstärke oder Gesichtsfeld ein.In some embodiments, the one or more operating parameters of the imager include focal length, zoom level, imaging mode, image resolution, focus, depth of field, exposure, intensity, or field of view.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Ziel durch die Bildgebungseinrichtung entsprechend den Zielinformationen verfolgt über eine automatische Einstellung an wenigstens einem von dem UAV, dem Träger oder der Bildgebungseinrichtung.In some embodiments, the target is tracked by the imaging device in accordance with the target information via automatic adjustment to at least one of the UAV, the carrier, or the imaging device.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Position eine anfängliche Position des Ziels ein.In some embodiments, the predetermined position includes an initial position of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Größe eine anfängliche Größe des Ziels ein.In some embodiments, the predetermined size includes an initial size of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Position eine erwartete Position des Ziels ein.In some embodiments, the predetermined position includes an expected position of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die vorbestimmte Größe eine erwartete Größe des Ziels ein.In some embodiments, the predetermined size includes an expected size of the target.
Bei einigen Ausführungsformen schließen die Zielinformationen ferner Zielartinformationen ein.In some embodiments, the destination information further includes destination type information.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Zielinformationen auf der Grundlage einer Anwenderauswahl des Ziels erzeugt.In some embodiments, the destination information is generated based on user selection of the destination.
Bei einigen Ausführungsformen schließt der Verfolgungsanzeiger eine geometrische Form, eine Prüfmarkierung oder einen Pfeil ein.In some embodiments, the tracking indicator includes a geometric shape, a check mark, or an arrow.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die geometrische Form einen Kreis, ein Rechteck oder ein Dreieck ein.In some embodiments, the geometric shape includes a circle, a rectangle, or a triangle.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Ziel durch die Bildgebungseinrichtung entsprechend den Zielinformationen verfolgt über eine automatische Einstellung an wenigstens einem von dem UAV oder der Bildgebungseinrichtung.In some embodiments, the target is tracked by the imaging device in accordance with the target information via automatic adjustment to at least one of the UAV or the imaging device.
Es sollte sich verstehen, dass unterschiedliche Aspekte der Erfindung einzeln, gemeinsam oder in Kombination miteinander wahrgenommen werden können. Verschiedene Aspekte der hierin beschriebenen Erfindung können auf eine beliebige der unten dargelegten besonderen Anwendungen oder für beliebige andere Arten von beweglichen Objekten angewendet werden. Jegliche Beschreibung hierin von Luftfahrzeugen, wie beispielsweise unbemannten Luftfahrzeugen, kann für ein beliebiges bewegliches Objekt, wie beispielsweise ein beliebiges Fahrzeug, gelten und verwendet werden. Außerdem können die hierin im Zusammenhang von Luftbewegung (z. B. Flug) offenbarten Systeme, Einrichtungen und Verfahren ebenfalls im Zusammenhang anderer Bewegungsarten, wie beispielsweise Bewegung auf dem Boden oder auf dem Wasser, Unterwasserbewegung oder Bewegung im Weltraum, angewendet werden.It should be understood that various aspects of the invention may be perceived individually, in common or in combination with one another. Various aspects of the invention described herein may be applied to any of the particular applications set forth below or to any other types of moving objects. Any description herein of aircraft, such as unmanned aerial vehicles, may apply and be used for any movable object, such as any vehicle. In addition, the systems, devices, and methods disclosed herein in the context of air movement (eg, flight) may also be applied in the context of other types of movement, such as ground or water movement, underwater movement, or space movement.
Zusätzliche Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden für die Fachleute dieses Gebiets leicht offensichtlich werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich werden, worin nur Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung gezeigt und beschrieben werden, einfach als Veranschaulichung des besten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung vorgesehenen Modus. Wie zu erkennen sein wird, ist die vorliegende Offenbarung zu anderen und abweichenden Ausführungsformen in der Lage, und ihre verschiedenen Einzelheiten sind zu Modifikationen in verschiedenen offensichtlichen Hinsichten in der Lage, alles, ohne von der Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als von veranschaulichender Natur und nicht als einschränkend zu betrachten.Additional aspects and advantages of the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art from the The following detailed description will be readily apparent, with only exemplary embodiments of the present disclosure shown and described, simply to illustrate the best mode contemplated for carrying out the present disclosure. As will be appreciated, the present disclosure is capable of other and different embodiments, and its various details are capable of modification in various obvious respects, all without departing from the disclosure. Accordingly, the drawings and description are to be considered illustrative rather than limiting.
EINBEZIEHUNG DURCH VERWEISINCLUSION BY REFERENCE
Alle in dieser Beschreibung erwähnten Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen werden hierin durch Verweis in dem gleichen Maße aufgenommen, als ob jede(s) einzelne Veröffentlichung, Patent und Patentanmeldung spezifisch und einzeln als durch Verweis aufgenommen angegeben wäre.All publications, patents and patent applications mentioned in this specification are hereby incorporated by reference to the same extent as if each individual publication, patent and patent application were specifically and individually indicated as being incorporated by reference.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die neuartigen Merkmale der Erfindung werden mit Genauigkeit in den angefügten Ansprüchen dargelegt. Ein besseres Verständnis der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird erhalten werden, durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung, die illustrative Ausführungsformen darlegt, in denen die Prinzipien der Erfindung benutzt werden, und die beigefügten Zeichnungen, von denen:The novel features of the invention are set forth with particularity in the appended claims. A better understanding of the features and advantages of the present invention will be obtained by reference to the following detailed description, which sets forth illustrative embodiments in which the principles of the invention are used, and the accompanying drawings, of which:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung stellt Systeme Verfahren und Einrichtungen bereit, die mit der Zielverfolgung unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) verbunden sind. Ein UAV kann dafür konfiguriert sein, Zielinformationen bezüglich eines durch eine an das UAV angeschlossene Bildgebungseinrichtung zu verfolgenden Ziels von einer Leitstation zu empfangen. Die Zielinformationen können durch das UAV verwendet werden, um automatisch zu veranlassen, dass die Bildgebungseinrichtung das Ziel verfolgt, um so eine vorbestimmte Position und/oder Größe des Ziels innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder zu halten. Die Verfolgung es Ziels kann durchgeführt werden, während das UAV gesteuert wird, um entsprechend Anwenderbefehlen und/oder vorbestimmter Navigationsbahnen zu navigieren. Die Leitstation kann dafür konfiguriert sein, Bilder von der Bildgebungseinrichtung anzuzeigen sowie eine Anwendereingabe bezüglich der Zielinformation zu ermöglichen.The present invention provides systems and apparatus associated with tracking Unmanned Aerial Vehicles (UAV). A UAV may be configured to receive destination information regarding a destination to be followed by an imager connected to the UAV from a control station. The target information can be used by the UAV to automatically cause the Imaging device tracks the target so as to maintain a predetermined position and / or size of the target within one or more images captured by the imager. The tracking of the target may be performed while the UAV is being controlled to navigate according to user commands and / or predetermined navigation lanes. The control station may be configured to display images from the imaging device as well as to allow user input regarding the destination information.
Unter Verwendung der hierin bereitgestellten Verfahren und Systeme kann ein einzelner Anwender sowohl die Navigation eines UAV als auch die Verfolgung eines Ziels im Wesentlichen gleichzeitig ohne die Hilfe einer zusätzlichen Person steuern. Der Anwender kann eine Anwenderschnittstelle einer Leitstation benutzen, um das zu verfolgende Ziel und/oder die Art des zu verfolgenden Ziels zu spezifizieren. Solche anwenderspezifizierten Zielinformationen können an das UAV übermittelt werden, welches das Ziel autonom verfolgen kann, zum Beispiel unter Verwendung einer Bildgebungseinrichtung an Bord des UAV. Durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder (z. B. Bilder und/oder Videos) können in Echtzeit zu Anzeige-, Wiedergabe-, Speicher- oder anderen Zwecken an die Leitstation übermittelt werden. Der Anwender kann ebenfalls unter Verwendung der Leitstation das zu verfolgende Ziel in Echtzeit ändern oder einstellen. Vorteilhafterweise kann eine solche autonome Verfolgung durch das UAV durchgeführt werden, während sich der Anwender andere Tätigkeiten, wie beispielsweise das Steuern der Navigation des UAV oder andere Tätigkeiten, betreibt.Using the methods and systems provided herein, a single user may control both the navigation of a UAV and the tracking of a target substantially simultaneously without the assistance of an additional person. The user can use a user interface of a control station to specify the target to be tracked and / or the type of target to track. Such user-specified destination information may be communicated to the UAV, which may autonomously track the destination, for example using an onboard UAV imaging device. Images captured by the imaging device (eg, images and / or videos) may be communicated to the control station in real time for display, playback, storage, or other purposes. The user can also change or set the target to be tracked in real time using the control station. Advantageously, such autonomous tracking can be performed by the UAV while the user is doing other activities, such as controlling the navigation of the UAV or other activities.
Zum Beispiel kann eine Anwenderin das UAV dafür konfigurieren, sie selbst zu verfolgen, wenn sie eine Vielzahl von Tätigkeiten, wie beispielsweise Wandern oder Radfahren, betreibt. Sie kann unter Verwendung der durch die Leitstation bereitgestellten Anwenderschnittstelle sich selbst als das Verfolgungsziel für das UAV spezifizieren. Zum Beispiel kann sie sich selbst als das Ziel von einem Bild auswählen, das auf einer Anwenderschnittstelle der Leitstation angezeigt wird, zum Beispiel unter Verwendung eines Berührungsbildschirms. Sobald die Zielinformationen an das UAV übermittelt sind, kann die Anwenderin von den mit dem manuellen Verfolgen eines Ziels verbundenen Tätigkeiten auf niederer Ebene, wie beispielsweise dem Einstellen des UAV, des Trägers oder der Bildgebungseinrichtung entlastet werden. Stattdessen kann sie sich auf andere Tätigkeiten, wie beispielsweise das Radfahren, konzentrieren, während das UAV sie automatisch in Echtzeit auf der Grundlage der bereitgestellten Zielinformationen unter Verwendung der hierin bereitgestellten Verfahren verfolgt. Zum Beispiel können die Lage, die Position, die Geschwindigkeit, der Zoom und andere Aspekte des UAV und/oder der Bildgebungseinrichtung automatisch eingestellt werden, um sicherzustellen, dass die Anwenderin eine ausgewiesene Position und/oder Größe innerhalb der durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bilder aufrechterhält. Während des Verfolgungsvorgangs aufgenommene Bilder (z. B. Videos oder Bilder) können zu Anzeige-, Wiedergabe-, Speicher- oder anderen Zwecken in Echtzeit oder im Wesentlichen in Echtzeit zu der Leitstation gestreamt werden. Alles das obige kann durch eine Person auf eine verhältnismäßig einfache Weise erreicht werden, was es für Anwender leichter macht, zuvor schwierig zu erreichende Aufgaben zu erreichen.For example, a user may configure the UAV to track it itself when doing a variety of activities, such as walking or cycling. It may specify itself as the tracking target for the UAV using the user interface provided by the control station. For example, it may select itself as the destination of an image displayed on a user interface of the control station, for example, using a touch screen. Once the target information is transmitted to the UAV, the user may be relieved of the low level activities associated with manually tracking a target, such as adjusting the UAV, the carrier, or the imaging device. Instead, it may focus on other activities, such as cycling, as the UAV automatically tracks them in real time based on the provided destination information using the methods provided herein. For example, the location, position, speed, zoom, and other aspects of the UAV and / or the imaging device may be automatically adjusted to ensure that the user maintains a designated position and / or size within the images captured by the imaging device. Images captured during the tracking process (eg, videos or images) may be streamed to the control station in real time or substantially in real time for display, playback, storage, or other purposes. All of the above can be achieved by a person in a relatively simple manner, making it easier for users to accomplish previously difficult-to-accomplish tasks.
Solche Verfolgungsverfahren und -systeme, wie hierin beschrieben, erleichtern vorteilhafterweise die Automatisierung des Steuerungsanteils auf niederer Ebene des Verfolgungsvorgangs, um so die erforderlichen Anstrengungen und die sich aus manueller Verfolgung ergebenden Fehler zu verringern. Zur gleichen Zeit erlauben es die hierin beschriebenen Verfolgungsverfahren und -systeme Anwendern doch, falls gewünscht, die Steuerung des Verfolgungsvorgangs auf hoher Ebene (z. B. durch das Spezifizieren der Art des zu verfolgenden Ziels) aufrechtzuerhalten.Such tracking methods and systems, as described herein, advantageously facilitate the automation of the low-level control portion of the tracking process so as to reduce the effort required and the errors resulting from manual tracking. At the same time, the tracking methods and systems described herein allow users to maintain high-level tracking control, if desired, (eg, by specifying the type of target being tracked).
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt
Bei einigen Ausführungsformen kann die Nutzlast
Bei einigen Ausführungsformen kann die Nutzlast
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das durch das bewegliche Objekt
Das bewegliche Objekt
Bei einigen Ausführungsformen können die Steuerdaten von der Leitstation
Die Zielinformationen können ebenfalls erwartete Zielinformationen einschließen. Die erwarteten Zielinformationen spezifizieren die Charakteristika, von denen erwartet wird, dass sie das verfolgte Ziel in den durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildern erfüllt. Die erwarteten Zielinformationen können dazu verwendet werden, das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Bildgebungseinrichtung so einzustellen, dass das verfolgte Ziel in einem oder mehreren Bildern eine Erscheinung nach den erwarteten Zielinformationen aufrechterhält. Zum Beispiel kann das Ziel so verfolgt werden, dass es eine erwartete Position und/oder Größe innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder aufrechterhält. Zum Beispiel kann die erwartete Position des verfolgten Ziels nahe der Mitte des Bildes oder außermittig liegen. Die erwartete Größe des verfolgten Ziels kann um eine bestimmte Anzahl von Pixeln liegen. Die erwarteten Zielinformationen können die gleichen sein wie die anfänglichen Zielinformationen oder nicht. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die erwarteten Zielinformationen durch die Leitstation bereitgestellt werden oder nicht. Zum Beispiel können die erwarteten Zielinformationen in der durch eine Verarbeitungseinheit an Bord des beweglichen Objekts ausgeführten Steuerlogik fest codiert, in einem Datenspeicher am Ort des beweglichen Objekts und/oder fern von demselben gespeichert oder von anderen geeigneten Quellen erlangt werden.The destination information may also include expected destination information. The expected target information specifies the characteristics that are expected to satisfy the tracked target in the images captured by the imager. The expected target information may be used to set the moving object, the carrier, and / or the imaging device so that the tracked target in one or more images will maintain a look-up for the expected target information. For example, the target may be tracked to maintain an expected position and / or size within one or more images captured by the imaging device. For example, the expected position of the tracked target may be near the center of the image or off-center. The expected size of the tracked target may be around a certain number of pixels. The expected destination information may be the same as the initial destination information or not. In various embodiments, the expected destination information may or may not be provided by the control station. For example, the expected destination information in the control logic executed by a processing unit aboard the mobile object may be hard-coded, stored in a data memory at and / or remote from the location of the mobile object, or obtained from other suitable sources.
Bei einigen Ausführungsformen können die Zielinformationen (einschließlich spezifischer Zielinformationen und Zielartinformationen) wenigstens zum Teil an der Leitstation
Die Zielinformationen können durch das bewegliche Objekt
Sobald ein Ziel identifiziert ist, können die erwarteten Zielinformationen dazu verwendet werden, eine Abweichung von erwarteten Charakteristika des Ziels, wie beispielsweise erwarteter Position und/oder Größe, zu erkennen. Bei einigen Ausführungsformen können gegenwärtige Zielcharakteristika oder -informationen auf der Grundlage eines oder mehrerer durch das bewegliche Objekt aufgenommener Bilder bestimmt werden. Die gegenwärtigen Zielinformationen können mit den durch die Leitstation bereitgestellten erwarteten Zielinformationen verglichen werden, um die Abweichung von denselben zu bestimmen. Eine Änderung bei der Position des Ziels kann erkannt werden durch das Vergleichen von Koordinaten des Ziels (z. B. der Koordinaten eines Mittelpunkts des Ziels) innerhalb eines Bildes mit den Koordinaten der erwarteten Zielposition. Eine Änderung bei der Größe des Ziels kann erkannt werden durch das Vergleichen der Größe der durch das Ziel bedeckten Fläche (z. B. in Pixeln) mit der erwarteten Zielgröße. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Änderung bei der Größe durch das Erkennen einer Ausrichtung, von Begrenzungen oder anderen Charakteristika des Ziels erkannt werden.Once a target is identified, the expected target information may be used to detect a deviation from expected characteristics of the target, such as expected position and / or size. In some embodiments, current target characteristics or information may be determined based on one or more images taken by the mobile object. The current destination information may be compared with the expected destination information provided by the control station to determine the deviation therefrom. A change in the position of the target can be detected by comparing coordinates of the target (eg, the coordinates of a center of the target) within an image with the coordinates of the expected target position. A change in the size of the target can be detected by comparing the size of the area covered by the target (eg, in pixels) with the expected target size. In some embodiments, a change in size may be detected by detecting an orientation, limitations, or other characteristics of the target.
Wenigstens zum Teil auf der Grundlage der erkannten Abweichung können Steuersignale erzeugt werden (zum Beispiel durch einen oder mehrere Prozessoren an Bord des beweglichen Objekts), die eine Einstellung bewirken, welche die erkannte Abweichung im Wesentlichen berichtigt. Daher kann die Einstellung dazu verwendet werden, ein oder mehrere erwartete Zielcharakteristika (z. B. Zielposition und/oder -größe) innerhalb der durch das bewegliche Objekt aufgenommenen Bilder im Wesentlichen aufrechtzuerhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung im Wesentlichen in Echtzeit durchgeführt werden, da das bewegliche Objekt vom Anwender bereitgestellte Navigationsbefehle (z. B. Schweben oder Bewegen) und/oder vorbestimmte Navigationsbahnen ausführt. Die Einstellung kann ebenfalls im Wesentlichen in Echtzeit durchgeführt werden, da die Bildgebungseinrichtung ein oder mehrere Bilder aufnimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung auf der Grundlage anderer Informationen, wie beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren an Bord des beweglichen Objekt (z. B. Näherungssensor oder GPS-Sensor) erfasster Sensordaten, erzeugt werden. Zum Beispiel können Positionsinformationen des verfolgten Ziels durch einen Näherungssensor erfasst und/oder durch das Ziel selbst (z. B. GPS-Position) bereitgestellt werden. Solche Positionsinformationen können, zusätzlich zu der erkannten Abweichung, verwendet werden, um die Einstellung zu erzeugen.At least in part, based on the detected deviation, control signals may be generated (for example, by one or more processors aboard the mobile object) effecting a setting that substantially corrects the detected deviation. Therefore, the adjustment may be used to provide one or more expected target characteristics (eg, target position and / or size) within the target essentially maintain moving object-captured images. In some embodiments, the adjustment may be performed substantially in real time because the moving object is executing user-provided navigation commands (eg, hovering or moving) and / or predetermined navigation lanes. The adjustment can also be made substantially in real time because the imaging device captures one or more images. In some embodiments, the adjustment may be generated based on other information, such as sensor data sensed by one or more sensors aboard the mobile object (eg, proximity sensor or GPS sensor). For example, positional information of the tracked target may be detected by a proximity sensor and / or provided by the target itself (eg, GPS position). Such position information, in addition to the detected deviation, may be used to generate the adjustment.
Die Einstellung kann das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) betreffen. Zum Beispiel kann die Einstellung bewirken, dass das bewegliche Objekt und/oder die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) ihre Position, Lage, Ausrichtung, Winkel- und/oder lineare Geschwindigkeit oder dergleichen ändern. Die Einstellung kann veranlassen, dass der Träger die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt bewegt, wie beispielsweise um eine, zwei, drei oder mehr Achsen oder entlang derselben, bewegt. Darüber hinaus kann die Einstellung eine Einstellung an dem Zoom, dem Brennpunkt oder anderen Betriebsparametern der Nutzlast (z. B. der Bildgebungseinrichtung) selbst (z. B. Herein-/Herauszoomen) einschließen.The adjustment may relate to the moving object, the carrier and / or the payload (eg the imaging device). For example, the adjustment may cause the movable object and / or the payload (eg, the imager) to change position, location, orientation, angular and / or linear velocity, or the like. The adjustment may cause the carrier to move the payload (eg, the imager) relative to the moving object, such as one or two, three, or more axes, or along the same. Additionally, the adjustment may include adjustment to the zoom, focus, or other operating parameters of the payload (eg, the imager) itself (eg, zooming in / out).
Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung wenigstens zum Teil auf der Grundlage der Art der erkannten Abweichung erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Abweichung von der erwarteten Zielposition eine Drehung des beweglichen Objekts und/oder der Nutzlast (z. B. über den Träger) um eine, zwei oder drei Drehachsen erfordern. Als ein anderes Beispiel kann eine Abweichung von der erwarteten Zielgröße eine Verschiebungsbewegung des beweglichen Objekts entlang einer geeigneten Achse und/oder Änderungen beim Zoom der Bildgebungseinrichtung (z. B. Herein- oder Herauszoomen) erfordern. Falls zum Beispiel die gegenwärtige oder tatsächliche Zielgröße kleiner ist als die erwartete Zielgröße, kann das bewegliche Objekt näher zu dem Ziel bewegt werden müssen und/oder die Bildgebungseinrichtung kann zu dem Ziel herangezoomt werden müssen. Andererseits kann, falls die gegenwärtige oder tatsächliche Zielgröße größer ist als die erwartete Zielgröße, das bewegliche Objekt weiter weg von dem Ziel bewegt werden müssen und/oder die Bildgebungseinrichtung kann von dem Ziel weggezoomt werden müssen.In some embodiments, the adjustment may be generated based at least in part on the nature of the detected deviation. For example, a deviation from the expected target position may require rotation of the moveable object and / or payload (eg, over the carrier) about one, two, or three axes of rotation. As another example, a deviation from the expected target size may require a displacement movement of the moving object along a suitable axis and / or changes in the zoom of the imaging device (eg, zooming in or out). For example, if the current or actual target size is less than the expected target size, the moving object may need to be moved closer to the target and / or the imager may need to be zoomed in to the target. On the other hand, if the current or actual target size is greater than the expected target size, the moving object may need to be moved farther away from the target and / or the imager may have to be zoomed out of the target.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Einstellung, um die Abweichung von den erwarteten Zielinformationen im Wesentlichen zu berichtigen, erreicht werden durch das Steuern eines oder mehrerer steuerbarer Objekte, wie beispielsweise des beweglichen Objekts, des Trägers, der Bildgebungseinrichtung oder einer beliebigen Kombination derselben über Steuersignale. Bei einigen Ausführungsformen können die steuerbaren Objekte ausgewählt werden, um eine Einstellung umzusetzen, und die entsprechenden Steuersignale können wenigstens zum Teil auf der Grundlage der Konfigurationen oder Einstellwerte der steuerbaren Objekte erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Einstellung, die eine Drehung um zwei Achsen (z. B. Gierung und Nicken) einschließt, nur durch eine entsprechende Drehung des beweglichen Objekts um die zwei Achsen erreicht werden, falls die Bildgebungseinrichtung starr an das bewegliche Objekt gekoppelt ist und sich folglich nicht im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt bewegen kann. Dies kann der Fall sein, wenn die Bildgebungseinrichtung unmittelbar an das bewegliche Objekt gekoppelt ist oder wenn die Bildgebungseinrichtung über einen Träger an das bewegliche Objekt gekoppelt ist, der eine verhältnismäßige Bewegung zwischen der Bildgebungseinrichtung und dem beweglichen Objekt nicht ermöglicht. Die gleiche zweiachsige Einstellung kann erreicht werden durch das Kombinieren einer Einstellung sowohl an dem beweglichen Objekt als auch an dem Träger, falls der Träger ermöglicht, dass sich die Bildgebungseinrichtung um wenigstens eine Achse im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt dreht. In diesem Fall kann der Träger gesteuert werden, um die Drehung um eine oder zwei der zwei für die Einstellung erforderlichen Achsen umzusetzen, und das bewegliche Objekt kann gesteuert werden, um die Drehung um eine oder zwei der zwei Achsen umzusetzen. Zum Beispiel kann der Träger ein einachsiges Kardangelenk einschließen, das es ermöglicht, dass sich die Bildgebungseinrichtung um eine der zwei für die Einstellung erforderlichen Achsen dreht, während die Drehung um die verbleibende Achse durch das bewegliche Objekt erreicht wird. Alternativ kann die gleiche zweiachsige Einstellung durch den Träger allein erreicht werden, falls der Träger ermöglicht, dass sich die Bildgebungseinrichtung um zwei oder mehr Achsen im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt dreht. Zum Beispiel kann der Träger ein zweiachsiges oder dreiachsiges Kardangelenk einschließen.In various embodiments, the adjustment to substantially correct the deviation from the expected target information may be achieved by controlling one or more controllable objects, such as the moving object, the carrier, the imager, or any combination thereof via control signals. In some embodiments, the controllable objects may be selected to implement an adjustment, and the corresponding control signals may be generated based at least in part on the configurations or set values of the controllable objects. For example, an adjustment involving rotation about two axes (eg, yaw and pitch) can only be achieved by a corresponding rotation of the moveable object about the two axes if the imager is rigidly coupled to the moveable object consequently can not move in relation to the moving object. This may be the case when the imaging device is directly coupled to the mobile object or when the imaging device is coupled to the mobile object via a carrier that does not allow for relative movement between the imaging device and the mobile object. The same biaxial adjustment can be achieved by combining an adjustment on both the moveable object and the support if the support allows the imaging device to rotate about at least one axis relative to the moveable object. In this case, the carrier can be controlled to implement the rotation about one or two of the two axes required for the adjustment, and the movable object can be controlled to implement the rotation about one or two of the two axes. For example, the carrier may include a uniaxial universal joint that allows the imaging device to rotate about one of the two axes required for adjustment while achieving rotation about the remaining axis through the movable object. Alternatively, the same biaxial adjustment may be achieved by the carrier alone if the carrier allows the imager to rotate about two or more axes relative to the moving object. For example, the carrier may include a biaxial or triaxial universal joint.
Als ein anderes Beispiel kann eine Einstellung, um eine Änderung bei der Größe des Ziels zu berichtigen, erreicht werden durch das Steuern des Herein-/Herauszoomens der Bildgebungseinrichtung (z. B. falls die Bildgebungseinrichtung das erforderliche Zoomniveau unterstützt), durch das Steuern der Bewegung des beweglichen Objekts (z. B., um näher zu oder weiter weg von dem Ziel zu kommen) oder durch eine Kombination aus Herein-/Herauszoomen der Bildgebungseinrichtung und der Bewegung des beweglichen Objekts. Ein Prozessor an Bord des beweglichen Objekts kann die Feststellung treffen, welches Objekt oder welche Kombination von Objekten einzustellen ist. Zum Beispiel kann, falls die Bildgebungseinrichtung ein Zoomniveau, das erforderlich ist, um die erforderliche Größe des Ziels innerhalb eines Bildes aufrechtzuerhalten, nicht unterstützt, das bewegliche Objekt gesteuert werden, um sich zu bewegen, an Stelle des Einstellens des Zoomniveaus der Bildgebungseinrichtung oder zusätzlich dazu.As another example, an adjustment to correct for a change in the size of the target may be achieved by controlling the zooming in / out of the imaging device (eg, if the imaging device supports the required zoom level) by controlling the Moving the moving object (eg, to get closer or farther away from the target) or by a combination of zooming in / out of the imaging device and moving the moving object. A processor on board the mobile object may determine which object or combination of objects to set. For example, if the imager does not support a zoom level required to maintain the required size of the target within an image, the moveable object may be controlled to move, instead of or in addition to adjusting the zoom level of the imager ,
Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung durch das Berücksichtigen anderer Einschränkungen umgesetzt werden. Zum Beispiel kann in Fällen, wobei die Navigationsbahn des beweglichen Objekts vorbestimmt ist, die Einstellung durch den Träger und/oder die Bildgebungseinrichtung umgesetzt werden, ohne die Bewegung des beweglichen Objekts zu beeinflussen. Die Navigationsbahn des beweglichen Objekts kann zum Beispiel vorbestimmt sein, falls ein entfernter Anwender die Navigation des beweglichen Objekts über eine Leitstation steuert oder falls das bewegliche Objekt (z. B. autonom oder halbautonom) entsprechend einer vorgespeicherten Navigationsbahn navigiert.In some embodiments, the adjustment may be implemented by considering other constraints. For example, in cases where the navigation path of the mobile object is predetermined, the adjustment by the carrier and / or the imaging device can be implemented without affecting the movement of the mobile object. For example, the navigation path of the mobile object may be predetermined if a remote user controls navigation of the mobile object via a control station or if the mobile object (eg, autonomous or semi-autonomous) navigates according to a pre-stored navigation path.
Beispiele anderer Einschränkungen können eine maximale und/oder minimale Grenze für Drehwinkel, Winkel- und/oder lineare Geschwindigkeit, Betriebsparameter und dergleichen für das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) einschließen. Solche maximalen und/oder minimalen Schwellenwerte können verwendet werden, um den Bereich der Einstellung zu begrenzen. Zum Beispiel kann die Winkelgeschwindigkeit des beweglichen Objekts und/oder der Bildgebungseinrichtung um eine bestimmte Achse gedeckelt werden durch eine maximale Winkelgeschwindigkeit, die für das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) zulässig ist. Als ein anderes Beispiel kann die lineare Geschwindigkeit des beweglichen Objekts und/oder der Bildgebungseinrichtung gedeckelt werden durch eine maximale lineare Geschwindigkeit, die für das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Nutzlast (z. B. die Bildgebungseinrichtung) zulässig ist. Als ein anderes Beispiel kann die Einstellung für die Brennweite der Bildgebungseinrichtung durch die maximale und/oder minimale Brennweite der bestimmten Bildgebungseinrichtung begrenzt werden. Bei einigen Ausführungsformen können solche Grenzen vorbestimmt sein und hängen von der besonderen Konfiguration des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast (z. B. der Bildgebungseinrichtung) ab. In einigen Fällen können solche Konfigurationen (z. B. durch einen Hersteller, Administrator oder Anwender) konfigurierbar sein.Examples of other limitations may include a maximum and / or minimum limit for rotational angle, angular and / or linear velocity, operating parameters, and the like for the moving object, the carrier, and / or the payload (eg, the imager). Such maximum and / or minimum thresholds may be used to limit the range of adjustment. For example, the angular velocity of the mobile object and / or the imaging device may be capped about a particular axis by a maximum angular velocity that is permissible for the moving object, the carrier, and / or the payload (eg, the imaging device). As another example, the linear velocity of the moving object and / or the imaging device may be capped by a maximum linear velocity that is permissible for the moving object, the carrier, and / or the payload (eg, the imaging device). As another example, the focal length setting of the imaging device may be limited by the maximum and / or minimum focal length of the particular imaging device. In some embodiments, such limits may be predetermined and depend on the particular configuration of the moving object, the carrier, and / or the payload (eg, the imager). In some cases, such configurations (eg, by a manufacturer, administrator, or user) may be configurable.
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt
Bei einigen Ausführungsformen kann die Leitstation
Die Leitstation
Die Leitstation
Die Leitstation
Bei einigen Ausführungsformen ermöglicht es die Leitstation einem Anwender, zwischen einem manuellen Verfolgungsmodus und einem automatischen Verfolgungsmodus zu wählen. Wenn der manuelle Verfolgungsmodus gewählt ist, kann ein Anwender ein spezifisches zu verfolgendes Ziel spezifizieren. Zum Beispiel kann der Anwender manuell ein Ziel aus einem durch die Leitstation angezeigten auswählen. Die mit dem ausgewählten Ziel verknüpften spezifischen Zielinformationen (z. B. Koordinaten und/oder Größe) werden dann dem beweglichen Objekt als anfängliche Zielinformationen des Ziels bereitgestellt. Andererseits spezifiziert, wenn der automatische Verfolgungsmodus gewählt ist, der Anwender nicht ein spezifisches zu verfolgendes Ziel. Stattdessen kann der Anwender beschreibende Informationen über die Art des zu verfolgenden Ziels spezifizieren, zum Beispiel über die durch die Leitstation bereitgestellte Anwenderschnittstelle. Das bewegliche Objekt kann dann die anfänglichen Zielinformationen eines spezifischen Ziels oder Zielartinformationen dazu verwenden, automatisch das zu verfolgende Ziel zu identifizieren und anschließend das identifizierte Ziel zu verfolgen.In some embodiments, the control station allows a user to choose between a manual tracking mode and an automatic tracking mode. When the manual tracking mode is selected, a user can specify a specific target to track. For example, the user may manually select a destination from one displayed by the control station. The specific destination information (eg, coordinates and / or size) associated with the selected destination is then provided to the mobile object as the initial destination information of the destination. On the other hand, when the automatic tracking mode is selected, the user does not specify a specific target to be tracked. Instead, the user may specify descriptive information about the type of target to track, for example, the user interface provided by the control station. The mobile object may then use the initial destination information of a specific destination or destination type information to automatically identify the destination to be tracked and subsequently track the identified destination.
Im Allgemeinen erfordert das Bereitstellen spezifischer Zielinformationen (z. B. anfänglicher Zielinformationen) mehr Anwendersteuerung der Verfolgung des Ziels und weniger automatisierte Verarbeitung oder Berechnung (z. B. Bild- oder Zielerkennung) durch ein Verarbeitungssystem an Bord des beweglichen Objekts. Andererseits erfordert das Bereitstellen von Zielartinformationen weniger Anwendersteuerung des Verfolgungsvorgangs, aber mehr durch das Verarbeitungssystem an Bord durchgeführte Berechnung. Die angemessene Zuordnung der Steuerung über den Verfolgungsvorgang zwischen Anwender und dem beweglichen Objekt kann eingestellt werden in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren, wie beispielsweise der Umgebung des beweglichen Objekts, der Geschwindigkeit oder Höhe des beweglichen Objekts, Anwenderpräferenzen und verfügbaren Berechnungsressourcen (z. B., CPU oder Speicher) an Bord und/oder außerhalb des beweglichen Objekts oder dergleichen. Zum Beispiel kann dem Anwender verhältnismäßig mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig komplexen Umgebung (z. B. mit zahlreichen Gebäuden oder Hindernissen oder innen) navigiert als wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig einfachen Umgebung (z. B. weitem offenem Raum oder außen) navigiert. Als ein anderes Beispiel kann dem Anwender mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn sich das bewegliche Objekt auf einer niedrigeren Höhe befindet als wenn sich das bewegliche Objekt auf einer höheren Höhe befindet. Als noch ein anderes Beispiel kann dem beweglichen Objekt mehr Steuerung zugeordnet werden, falls das bewegliche Objekt mit einem Hochgeschwindigkeitsprozessor ausgestattet ist, der dafür eingerichtet ist, komplexe Berechnungen verhältnismäßig schnell durchzuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zuordnung der Steuerung über den Verfolgungsvorgang zwischen dem Anwender und dem beweglichen Objekt auf der Grundlage der hierin beschriebenen Faktoren dynamisch eingestellt werden.In general, providing specific destination information (eg, initial destination information) requires more user control of tracking the destination and less automated processing or calculation (eg, image or destination recognition) by a processing system aboard the mobile object. On the other hand, providing destination type information requires less user control of the tracking process, but more on-board processing system performed calculation. The appropriate allocation of control over the tracing process between the user and the moving object can be adjusted depending on a variety of factors, such as the environment of the moving object, the speed or height of the moving object, user preferences and available computational resources (e.g. , CPU or memory) on board and / or outside the moving object or the like. For example, the user may be given relatively more control when navigating the moving object in a relatively complex environment (eg, with numerous buildings or obstacles or inside) than if the moving object were in a relatively simple environment (e.g. open space or outside). As another example, more control may be assigned to the user when the moveable object is at a lower elevation than when the moveable object is at a higher elevation. As yet another example, more control may be assigned to the moving object if the moving object is equipped with a high speed processor configured to perform complex calculations relatively quickly. In some embodiments, the assignment of control over the tracking process between the user and the moving object may be dynamically adjusted based on the factors described herein.
Die Anwendereingabe kann, wenigstens zum Teil dazu verwendet werden, Steuerdaten, wie beispielsweise hierin beschrieben, zu erzeugen. Die Steuerdaten können durch die Leitstation, das bewegliche Objekt, ein drittes Gerät oder eine beliebige Kombination derselben erzeugt werden. Zum Beispiel kann die Handhabung des Anwenders eines Joysticks oder der Leitstation oder eine Wechselwirkung mit einer Anwenderschnittstelle in vorbestimmte Steuerbefehle zum Ändern eines Zustandes oder Parameters des beweglichen Objekts, des Trägers oder der Nutzlast umgesetzt werden. Als ein anderes Beispiel kann eine Auswahl des Anwenders eines Ziels innerhalb eines Bildes, das durch die Leitstation angezeigt wird, dazu verwendet werden, anfängliche und/oder erwartete Zielinformationen zu Verfolgungszwecken, wie beispielsweise eine anfängliche und/oder erwartete Position und/oder Größe des Ziels, zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich können die Steuerdaten auf der Grundlage von aus Nicht-Anwender-Quellen, wie beispielsweise entferntem oder örtlichem Datenspeicher, anderen wirksam mit der Leitstation verbundenen Datenverarbeitungseinrichtungen oder dergleichen, erlangten Informationen erzeugt werden.The user input may be used, at least in part, to generate control data, such as described herein. The control data may be generated by the control station, the moving object, a third device, or any combination thereof. For example, the handling of the user of a joystick or control station, or an interaction with a user interface, may be translated into predetermined control commands for changing a state or parameter of the moving object, the carrier, or the payload. As another example, a selection of the user of a target within an image displayed by the control station may be used to provide initial and / or expected destination information for tracking purposes, such as an initial and / or expected location and / or size of the destination , to create. Alternatively, or additionally, the control data may be generated based on information obtained from non-user sources, such as remote or local data storage, other data processing equipment effectively connected to the control station, or the like.
Die durch den Bildsensor
Die durch den Bildsensor
Die durch den Bildsensor
Die Bilddaten, wie durch die Vorverarbeitungseinheit
Die Verfolgungsinformationen, wie durch die Verarbeitungseinheit
Bei einigen Ausführungsformen können die Bilddaten, wie durch das Bildübertragungsmodul
Bei einigen Ausführungsformen können die Verfolgungsinformationen der Leitstation
Die spezifischen Zielinformationen
Die Zielartinformationen
Die Zielinformationen können wahlweise erwartete Zielinformationen, wie beispielsweise hierin beschrieben, einschließen. Die erwarteten Zielinformationen können sich mit den anfänglichen Zielinformationen überlappen oder nicht.The destination information may optionally include expected destination information, such as described herein. The expected destination information may or may not overlap with the initial destination information.
Die Zielinformationen (einschließlich der spezifischen Zielinformationen
Die Datenverarbeitungseinheit
Die Steuerbefehle
Die Steuerbefehle
Die Steuerbefehle
Alternativ oder zusätzlich können beliebige der obigen Steuerbefehle unmittelbar von der Leitstation
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann sich die Zuordnung der Verfolgungssteuerung zwischen dem Anwender und dem automatischen Verfolgungssystem in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren verändern, wie beispielsweise der Umgebung des beweglichen Objekts, der Geschwindigkeit oder Höhe des beweglichen Objekts, Anwenderpräferenzen und verfügbaren Berechnungsressourcen (z. B., CPU oder Speicher) an Bord und/oder außerhalb des beweglichen Objekts, dergleichen. Zum Beispiel kann dem Anwender verhältnismäßig mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig komplexen Umgebung (z. B. mit zahlreichen Gebäuden oder Hindernissen oder innen) navigiert als wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig einfachen Umgebung (z. B. weitem offenem Raum oder außen) navigiert. Als ein anderes Beispiel kann dem Anwender mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn sich das bewegliche Objekt auf einer niedrigeren Höhe befindet als wenn sich das bewegliche Objekt auf einer höheren Höhe befindet. Als noch ein anderes Beispiel kann dem beweglichen Objekt mehr Steuerung zugeordnet werden, falls das bewegliche Objekt mit einem Hochgeschwindigkeitsprozessor ausgestattet ist, der dafür eingerichtet ist, komplexe Berechnungen verhältnismäßig schnell durchzuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zuordnung der Steuerung über den Verfolgungsvorgang zwischen dem Anwender und dem beweglichen Objekt auf der Grundlage der hierin beschriebenen Faktoren dynamisch eingestellt werden.In various embodiments, the assignment of tracking control between the user and the automatic tracking system may vary depending on a variety of factors, such as the environment of the moving object, the speed or height of the moving object, user preferences, and available computational resources (e.g. , CPU or memory) on board and / or outside of the moving object, the like. For example, the user may be given relatively more control when navigating the moving object in a relatively complex environment (eg, with numerous buildings or obstacles or inside) than if the moving object were in a relatively simple environment (e.g. open space or outside). As another example, more control may be assigned to the user when the moveable object is at a lower elevation than when the moveable object is at a higher elevation. As yet another example, more control may be assigned to the moving object if the moving object is equipped with a high speed processor configured to perform complex calculations relatively quickly. In some embodiments, the assignment of control over the tracking process between the user and the moving object may be dynamically adjusted based on the factors described herein.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Verfahren und Systeme zum Verfolgen eines Ziels durch eine an ein bewegliches Objekt angeschlossene Bildgebungseinrichtung bereitgestellt, um so eine erwartete Position und/oder Größe des Ziels innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder aufrechtzuerhalten.According to one aspect of the present invention, methods and systems for tracking a target are provided by an imaging device connected to a moving object so as to maintain an expected position and / or size of the target within one or more images captured by the imaging device.
Der Prozess
Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Zielinformationen für ein bestimmtes bekanntes Ziel spezifische anfängliche Zielinformationen oder Zielartinformationen über (ein) möglicherweise unbekannte(s) Ziel(e) einschließen. Spezifische Zielinformationen schließen Koordinaten (z. B. Pixelkoordinaten), Größe, Position und andere Informationen über ein Ziel innerhalb eines oder mehrerer Bilder ein. Spezifische Zielinformationen können auf der Grundlage einer Anwenderwechselwirkung mit vorhandenen Bilddaten, wie beispielsweise hierin beschrieben, erzeugt werden. Zum Beispiel können spezifische Zielinformationen erzeugt werden, wenn ein Anwender ein bestimmtes Objekt als Ziel aus einem oder mehreren dem Anwender angezeigten Bildern auswählt. Die spezifischen Zielinformationen könnend die anfängliche Position und/oder Größe des Ziels einschließen, wenn das Ziel durch einen entfernten Anwender von innerhalb eines oder mehrerer Bilder ausgewählt wird.In various embodiments, the destination information for a particular known destination may include specific initial destination information or destination type information about a possibly unknown destination (s). Specific destination information includes coordinates (eg, pixel coordinates), size, location, and other information about a destination within one or more images. Specific destination information may be generated based on user interaction with existing image data, such as described herein. For example, specific destination information may be generated when a user selects a particular object as a destination from one or more images displayed to the user. The specific destination information may include the initial location and / or size of the destination when the destination is selected by a remote user from within one or more images.
Die Zielinformationen können ebenfalls Zielartinformationen, wie beispielsweise Farbe, Textur, Abmessung, Größe, Position und/oder beliebige andere Charakteristika, über eine Art oder Gruppe von möglicherweise unbekannten oder nicht identifizierten Zielen einschließen. Die Zielartinformationen können spezifisch durch einen Anwender eingegeben werden. Alternativ kann der Anwender ein(e) bereits vorhandene(s) Zielmuster oder -art (z. B. ein schwarzes Objekt oder ein rundes Objekt mit einem Radius, größer oder kleiner als ein bestimmter Wert) auswählen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Anwender Zielartinformationen bereitstellen durch das Auswählen eines oder mehrerer Ziele von innerhalb eines oder mehrerer Bilder bereitstellen. Merkmale oder Charakteristika der ausgewählten Ziele können dann herausgezogen und/oder verallgemeinert werden, um die Zielartinformationen zu erzeugen, die dazu verwendet werden können, andere Ziele mit ähnlichen Merkmalen oder Charakteristika zu identifizieren. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann eine solche Merkmalsextraktion durch eine Leitstation, eine Verarbeitungseinheit auf dem beweglichen Objekt oder eine dritte Einrichtung durchgeführt werden.The target information may also include targeting information such as color, texture, dimension, size, position, and / or any other characteristics about a type or group of potentially unknown or unidentified targets. The target type information can be input specifically by a user. Alternatively, the user may select an already existing target pattern or type (eg, a black object or a round object having a radius greater than or less than a certain value). In some embodiments, the user may provide destination type information by selecting one or more destinations from within one or more images. Features or characteristics of the selected targets may then be extracted and / or generalized to generate the target species information that may be used to identify other targets having similar characteristics or characteristics. In various embodiments, such feature extraction may be performed by a control station, a processing unit on the moving object, or a third device.
Die Zielinformationen (einschließlich von spezifischen Zielinformationen und Zielartinformationen) können wahlweise erwartete Charakteristika einschließen, bei denen sich das Ziel, falls identifiziert alten sollte, wenn das Ziel verfolgt wird. Zum Beispiel können die Zielinformationen eine erwartete Position des Ziels, ausgedrückt durch absolute oder relative Koordinaten innerhalb eines Bildes, einschließen. Das Verfolgungssystem kann dafür konfiguriert sein, das Ziel derart zu verfolgen, dass das Ziel, innerhalb eines vordefinierten Toleranzgrades, über die Zeit an im Wesentlichen der gleichen erwarteten Position gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich können die Zielinformationen eine erwartete Größe des Ziels (z. B. ausgedrückt durch eine Anzahl von durch das Ziel eingenommenen Pixeln) einschließen. Das Verfolgungssystem kann dafür konfiguriert sein, das Ziel derart zu verfolgen, dass das Ziel, innerhalb eines vorbestimmten Toleranzgrades, bei im Wesentlichen der gleichen erwarteten Größe gehalten wird. Solche erwarteten Zielinformationen können für ein spezifisches Ziel die gleichen sein oder sich von den anfänglichen Zielinformationen unterscheiden. Die anfänglichen Zielinformationen werden typischerweise dazu verwendet, ein Ziel zu identifizieren. Sobald das Ziel identifiziert ist, können die erwarteten Zielinformationen dazu verwendet werden, jegliche Abweichung von den erwarteten Zielinformationen zu erkennen, so dass eine solche Abweichung berichtigt werden kann. In einigen Fällen können die Zielinformationen ebenfalls andere Werte, wie beispielsweise einen Zeitwert oder eine Verfallszeit, die einen Zeitraum angeben, während dessen das Ziel, falls identifiziert, verfolgt werden sollte, ein Kennzeichen, das angibt, ob die Zielinformationen spezifische Zielinformationen oder Zielartinformationen einschließen, und dergleichen, einschließen.The destination information (including specific destination information and destination type information) may optionally include expected characteristics where the destination, if identified, should be old when the destination is being tracked. For example, the destination information may include an expected location of the destination expressed by absolute or relative coordinates within an image. The tracking system may be configured to track the target such that within a predefined tolerance level, the target is maintained at substantially the same expected position over time. Alternatively or additionally, the target information may include an expected size of the target (eg, expressed by a number of pixels occupied by the target). The tracking system may be configured to track the target such that the target is maintained within a predetermined degree of tolerance at substantially the same expected magnitude. Such expected destination information may be the same for a specific destination or different from the initial destination information. The initial destination information is typically used to identify a destination. Once the target is identified, the expected target information can be used to detect any deviation from the expected target information so that such a bias can be corrected. In some cases, the destination information may also include other values, such as a time value or an expiration time, indicating a period during which the destination, if identified, should be tracked, a flag indicating whether the destination information includes specific destination information or destination type information, and the like.
Bei einigen Ausführungsformen können die erwarteten Zielinformationen, bei denen das Ziel zu halten ist, durch die Leitstation bereitgestellt werden. Zum Beispiel können die erwarteten. Zielinformationen auf der Grundlage einer Anwendereingabe in die Leitstation oder auf der Grundlage einer Konfigurationsdatei oder einem Datenspeicher, örtlich oder entfernt zu der Leitstation, erzeugt werden. Bei einigen anderen Ausführungsformen können die erwarteten Zielinformationen durch das bewegliche Objekt bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das bewegliche Objekt dafür konfiguriert sein, durch Voreinstellung ein Ziel im Wesentlichen bei der Mitte eines Bildes oder um bestimmte Koordinaten des Bildes zu halten. Als ein anderes Beispiel kann das bewegliche Objekt dafür konfiguriert sein, durch Voreinstellung das Ziel, wie durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommen, bei einer bestimmten Größe zu halten. Bei noch einigen anderen Ausführungsformen können die erwarteten Zielinformationen durch einige andere Objekte oder eine Einrichtung außerhalb des beweglichen Objekts bereitgestellt werden.In some embodiments, the expected destination information to which the destination is to be maintained may be provided by the control station. For example, the expected. Destination information based on a user input to the control station or on the basis of a configuration file or a data memory, locally or remotely to the control station generated. In some other embodiments, the expected destination information may be provided by the moving object. For example, the movable object may be configured to preset a target substantially at the center of a Image or to hold certain coordinates of the image. As another example, the movable object may be configured to hold by default the target as captured by the imaging device at a particular size. In yet some other embodiments, the expected destination information may be provided by some other objects or a device external to the moving object.
Sobald die Zielinformationen empfangen sind, schließt der Prozess
Nachdem das Ziel identifiziert worden ist, können nachfolgende durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommene Bilder überwacht werden, um eine Abweichung des Ziels von bestimmten erwarteten Zielinformationen, die das Ziel als erwartete Position und/oder Größe beigehalten sollte, zu erkennen
Bei einigen Ausführungsformen werden die erwarteten Zielinformationen als im Wesentlichen aufrechterhalten betrachtet, wenn die erkannte Abweichung innerhalb bestimmter vordefinierter Toleranzwerte liegt. In solchen Fällen kann die Abweichung als vernachlässigbar betrachtet werden, und es ist keine berichtigende Einstellung erforderlich. Nur wenn die Abweichung den vordefinierten Toleranzwert überschreitet, ist eine berichtigende Einstellung erforderlich. Wenn zum Beispiel die gegenwärtige Position des Ziels innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Pixeln von den erwarteten Koordinaten liegt, kann die Abweichung als vernachlässigbar betrachtet werden, und also ist keine berichtigende Einstellung erforderlich. Ähnlich kann, wenn die gegenwärtige Größe des Ziels innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Pixeln von der erwarteten Größe liegt, die Abweichung als vernachlässigbar betrachtet werden. Der vordefinierte Toleranzgrad kann durch Systemparameter definiert, durch Anwender, welche die Leitstation bedienen, konfiguriert oder auf andere Weise definiert werden.In some embodiments, the expected destination information is considered to be substantially maintained if the detected deviation is within certain predefined tolerance values. In such cases, the deviation may be considered negligible and no adjustment adjustment is required. Only if the deviation exceeds the predefined tolerance, a corrective adjustment is required. For example, if the current position of the target is within a predetermined number of pixels from the expected coordinates, the deviation may be considered negligible and so no corrective adjustment is required. Similarly, if the current size of the target is within a predetermined number of pixels of the expected size, the deviation may be considered negligible. The predefined tolerance level can be defined by system parameters, configured or otherwise defined by users who operate the control station.
Um die Abweichung zu berichtigen und im Wesentlichen die erwarteten Charakteristika des Ziels aufrechtzuerhalten, können Steuersignale oder -befehle erzeugt
Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung durch Einschränkungen begrenzt werden, die durch die Systemkonfiguration, durch den Anwender, der eine Leitstation bedient, oder durch andere Instanzen begrenzt werden. Beispiele solcher Einschränkungen können eine maximale und/oder minimale Grenze für Drehwinkel, Winkel- und/oder lineare Geschwindigkeit, Betriebsparameter und dergleichen für das bewegliche Objekt (z. B. das Antriebssystem desselben), den Träger (z. B. ein Betätigungselement desselben), die Bildgebungseinrichtung oder dergleichen einschließen. Solche Schwellenwerte können verwendet werden, um den Bereich der Einstellung zu begrenzen. Zum Beispiel kann eine Einstellung, welche die Winkelgeschwindigkeit des beweglichen Objekts und/oder der Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt (über einen Träger) um eine bestimmte Achse betrifft, gedeckelt werden durch eine maximale Winkelgeschwindigkeit, die für das bewegliche Objekt und/oder den Träger zulässig ist. Als ein anderes Beispiel kann eine Einstellung, welche die lineare Geschwindigkeit des beweglichen Objekts und/oder der Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt (über einen Träger) betrifft, gedeckelt werden durch eine maximale lineare Geschwindigkeit, die für das bewegliche Objekt und/oder den Träger zulässig ist. Als ein anderes Beispiel kann die Einstellung für die Brennweite der Bildgebungseinrichtung durch die maximale und/oder minimale Brennweite der bestimmten Bildgebungseinrichtung begrenzt werden. Bei einigen Ausführungsformen können solche Grenzen vorbestimmt sein und hängen von der besonderen Konfiguration des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Bildgebungseinrichtung ab. Bei einigen Ausführungsformen können die Grenzen (z. B. durch einen Hersteller, Administrator oder Anwender) konfigurierbar sein.In some embodiments, the setting may be limited by constraints imposed by the system configuration, by the user serving a control station, or by other entities. Examples of such constraints may include a maximum and / or minimum limit for rotational angle, angular and / or linear velocity, operating parameters, and the like for the moving object (eg, the drive system thereof), the carrier (eg, an actuator thereof). , the imager or the like. Such thresholds may be used to limit the range of adjustment. For example, a setting concerning the angular velocity of the moving object and / or the imaging device relative to the moving object (via a support) about a particular axis may be capped by a maximum angular velocity indicative of the moving object and / or the object Carrier is allowed. As another example, a setting concerning the linear velocity of the moving object and / or the imaging device relative to the moving object (via a carrier) may be capped by a maximum linear velocity indicative of the moving object and / or the Carrier is allowed. As another example, the focal length setting of the imaging device may be limited by the maximum and / or minimum focal length of the particular imaging device. In some embodiments, such limits may be predetermined and depend on the particular configuration of the moving object, the carrier, and / or the imaging device. In some embodiments, the boundaries (eg, by a manufacturer, administrator, or user) may be configurable.
Bei einigen Ausführungsformen können Warnanzeiger bereitgestellt werden, wenn die Einstellung entsprechend den oben beschriebenen Einschränkungen modifiziert wird (z. B. wenn die Winkelgeschwindigkeit des beweglichen Objekts und/oder des Trägers um eine bestimmte Achse gedeckelt wird durch eine maximale Winkelgeschwindigkeit, die für das bewegliche Objekt und/oder den Träger zulässig ist). Beispiele solcher Warnanzeiger können Text-, Audio- (z. B. Sirene oder Piepton), visuelle (z. B. bestimmte Lichtfarbe oder Blinklicht), kinetische (z. B. Vibration oder Bewegung), beliebige andere geeignete Arten von Signalen einschließen. Solche Warnanzeiger können unmittelbar durch das bewegliche Objekt oder einen Bestandteil desselben bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können Warnanzeiger durch die Leitstation (z. B. über die Anzeige) bereitgestellt werden. Im letzteren Fall kann die Leitstation die Warnanzeiger auf der Grundlage von Signalen von dem beweglichen Objekt bereitstellen.In some embodiments, warning indicators may be provided if the adjustment is modified according to the constraints described above (eg, if the angular velocity of the moveable object and / or the beam is capped about a particular axis by a maximum angular velocity for the moveable object and / or the wearer is admissible). Examples of such warning indicators may include text, audio (eg, siren or beep), visual (eg, particular light color or flashing light), kinetic (eg, vibration or motion), any other suitable types of signals. Such warning indicators may be provided directly by the moving object or a component thereof. Alternatively or additionally, warning indicators may be provided by the control station (eg, via the display). In the latter case, the control station can provide the warning indicators based on signals from the moving object.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung im Wesentlichen in Echtzeit durchgeführt werden, wenn das bewegliche Objekt vom Anwender bereitgestellte Navigationsbefehle oder eine vorbestimmte Flugbahn ausführt und/oder wenn die Bildgebungseinrichtung ein oder mehrere Bilder aufnimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung auf der Grundlage anderer Informationen, wie beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren an Bord des beweglichen Objekts (z. B. Näherungssensor oder GPS-Sensor) erfassten Sensordaten, erzeugt werden. Zum Beispiel können Positionsinformationen des verfolgten Ziels durch einen Näherungssensor und/oder GPS-Sensor erhalten werden, der durch das Ziel selbst bereitgestellt wird (z. B. eine GPS-Position). Solche Positionsinformationen können, zusätzlich zu der erkannten Abweichung, dazu verwendet werden, die Einstellungssteuersignale zu erzeugen, um das Ziel zu verfolgen, wie beispielsweise hierin beschrieben.In some embodiments, the adjustment may be performed substantially in real time when the moving object is executing user supplied navigation commands or a predetermined trajectory and / or when the imaging device is capturing one or more images. In some embodiments, the adjustment may be generated based on other information, such as sensor data sensed by one or more sensors aboard the mobile object (eg, proximity sensor or GPS sensor). For example, positional information of the tracked target may be obtained by a proximity sensor and / or GPS sensor provided by the target itself (eg, a GPS position). Such position information, in addition to the detected deviation, may be used to generate the adjustment control signals to track the target, as described herein, for example.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Erkennung
Das bewegliche Objekt
In der beispielhaften Konfiguration ist die Nutzlast
Bei einigen Ausführungsformen kann der Träger
In einigen anderen Fällen kann der Träger
Bei noch anderen Ausführungsformen kann der Träger
Bei einigen anderen Ausführungsformen kann die Nutzlast
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann eine Einstellung an der Lage, Position und/oder Ausrichtung der Nutzlast
Ähnlich kann eine Verschiebungsbewegung für die Nutzlast, gemeinsam oder einzeln, erreicht werden über eine Einstellung an dem beweglichen Objekt
Angenommen, dass ein Ziel, wie in dem Bild
Bei einigen Ausführungsformen kann die Abweichung von der erwarteten Zielposition verwendet werden, um eine oder mehrere Winkelgeschwindigkeiten zum Drehen des Gesichtsfeldes der Bildgebungseinrichtung um eine oder mehrere Achsen abzuleiten. Zum Beispiel kann eine Abweichung entlang der horizontalen Achse
Die Drehung um die Y-Achse für das Gesichtsfeld einer Bildgebungseinrichtung kann durch eine Drehung des beweglichen Objekts, eine Drehung der Nutzlast (über einen Träger) im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt oder eine Kombination von beiden erreicht werden. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Einstellung an der Nutzlast gewählt werden, wenn eine Einstellung an dem beweglichen Objekt unausführbar oder anderweitig unerwünscht ist, zum Beispiel, wenn die Navigationsbahn des beweglichen Objekts vorbestimmt ist. In der Gleichung (1) ist α eine Konstante, die vordefiniert und/oder auf der Grundlage der Konfiguration des beweglichen Objekts (z. B., wenn die Drehung durch das bewegliche Objekt erreicht wird), die Konfiguration des Trägers (z. B., wenn die Drehung durch den Träger erreicht wird) oder beider (z. B., wenn die Drehung durch eine Kombination des beweglichen Objekts und des Trägers erreicht wird) geeicht werden kann. Bei einigen Ausführungsformen ist α größer als null (α > 0). Bei anderen Ausführungsformen kann α nicht größer als null sein (α ≤ 0). Bei einigen Ausführungsformen kann α dazu verwendet werden, einen berechneten Pixelwert auf ein entsprechendes Steuerhebelmaß oder eine Empfindlichkeit zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit um eine bestimmte Achse (z. B. die Gierachse) abzubilden. Im Allgemeinen kann der Steuerhebel dazu verwendet werden, die Winkel- oder lineare Geschwindigkeit eines steuerbaren Objekts (z. B. eines UAV oder Trägers) zu steuern. Ein größeres Steuerhebelmaß entspricht größerer Empfindlichkeit und größerer Geschwindigkeit (für Winkel- oder lineare Bewegung). Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuerhebelmaß oder ein Bereich desselben durch Konfigurationsparameter des Flugsteuerungssystems für ein UAV oder Konfigurationsparameter eines Steuerungssystems für einen Träger bestimmt werden. Die oberen und unteren Grenzen des Bereichs des Steuerhebelmaßes können jegliche willkürliche Zahlen einschließen. Zum Beispiel kann der Bereich des Steuerhebelmaßes (1000, –1000) für ein Flugsteuerungssystem und (–1000, 1000) für ein anderes Flugsteuerungssystem betragen.The rotation about the Y axis for the field of view of an imaging device can be achieved by a rotation of the moving object, a rotation of the payload (via a carrier) relative to the moving object, or a combination of both. In some embodiments, adjustment to the payload may be selected when adjustment to the moving object is unfeasible or otherwise undesirable, for example, when the navigation path of the moving object is predetermined. In the equation (1), α is a constant that is predefined and / or based on the configuration of the moving object (for example, when the rotation is achieved by the moving object), the configuration of the carrier (e.g. when the rotation is achieved by the carrier) or both (eg, when the rotation is achieved by a combination of the moving object and the carrier) can be calibrated. In some embodiments, α is greater than zero (α> 0). In other embodiments, α may not be greater than zero (α ≦ 0). In some embodiments, α may be used to map a calculated pixel value to a corresponding control lever amount or sensitivity to control the angular velocity about a particular axis (eg, the yaw axis). In general, the control lever can be used to control the angular or linear velocity of a controllable object (eg, a UAV or carrier). A larger control lever size corresponds to greater sensitivity and greater speed (for angular or linear motion). In some embodiments, the control lever dimension or a portion thereof may be determined by configuration parameters of the flight control system for a UAV or configuration parameters of a control system for a wearer. The upper and lower limits of the range of the control lever measure may include any arbitrary numbers. For example, the range of the control lever amount may be (1000, -1000) for a flight control system and (-1000, 1000) for another flight control system.
Zum Beispiel angenommen, dass die Bilder eine Breite von W = 1024 Pixeln und eine Höhe von H = 768 Pixeln haben. Folglich beträgt die Größe der Bilder 1024·768. Ferner angenommen, dass die erwartete Position des Ziels ein u0 = 512 hat. Folglich gilt (u – u0) ∊ (–512, 512). Angenommen, dass der Bereich des Steuerhebelmaßes um die Gierachse (–1000, 1000) beträgt, dann beträgt das maximale Steuerhebelmaß oder die maximale Empfindlichkeit 1000 und α = 1000/512. Folglich kann der Wert von α durch die durch die Bildgebungseinrichtung bereitgestellte Bildauflösung oder -größe, den Bereich des Steuerhebelmaßes (z. B. um eine bestimmte Drehachse), das maximale Steuerhebelmaß oder die maximale Empfindlichkeit und/oder andere Faktoren beeinflusst werden.For example, assume that the images have a width of W = 1024 pixels and a height of H = 768 pixels. As a result, the size of the images is 1024 × 768. Further assume that the expected position of the target has u 0 = 512. Consequently, (u-u 0 ) ε (-512, 512). Assuming that the range of the control lever amount is around the yaw axis (-1000, 1000), then the maximum control lever amount or the maximum sensitivity is 1000 and α = 1000/512. Thus, the value of α may be affected by the image resolution or size provided by the imager, the range of the control lever amount (eg, about a particular axis of rotation), the maximum control lever amount or the maximum sensitivity, and / or other factors.
Zum Beispiel entspricht, wenn die Drehung durch eine Drehung des beweglichen Objekts erreicht wird, die Y-Achse
In der Gleichung (2) ist α1 eine Konstante, die auf der Grundlage der Konfiguration des beweglichen Objekts definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist α1 größer als null (α1 > 0). Das α1 kann ähnlich dem oben erörterten α definiert werden. Zum Beispiel kann ein Wert von α1 auf der Grundlage von Bildauflösung oder -größe und/oder Bereich des Steuerhebelmaßes für das bewegliche Objekt (z. B. um die Gierachse) definiert werden.In the equation (2), α 1 is a constant defined based on the configuration of the moving object. In some embodiments, α 1 is greater than zero (α 1 > 0). The α 1 can be defined similarly to the α discussed above. For example, a value of α 1 may be defined based on the image resolution or size and / or range of the control lever measure for the moving object (eg, about the yaw axis).
Ähnlich entspricht, wenn die Drehung durch eine Drehung der Nutzlast im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt (z. B. über den Träger) erreicht wird, die Y-Achse
In der Gleichung (3) ist α2 eine Konstante, die auf der Grundlage der Konfiguration des Trägers und/oder der Nutzlast definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist α2 größer als null (α2 > 0). Das α2 kann ähnlich dem oben erörterten α definiert werden. Zum Beispiel kann der Wert von α2 auf der Grundlage von Bildauflösung oder -größe und/oder Bereich des Steuerhebelmaßes für den Träger (z. B. um die Gierachse) definiert werden.In the equation (3), α 2 is a constant defined based on the configuration of the carrier and / or the payload. In some embodiments, α 2 is greater than zero (α 2 > 0). The α 2 can be defined similarly to the α discussed above. For example, the value of α 2 may be defined based on the image resolution or size and / or range of the control lever dimension for the wearer (eg, about the yaw axis).
Im Allgemeinen kann die Winkelgeschwindigkeit des Gesichtsfeldes um die Y-(Gier-)Achse
In der Gleichung (4) kann entweder ωY1 oder ωY2 null sein.In the equation (4), either ω Y1 or ω Y2 may be zero.
Wie hierin illustriert, kann die Richtung der Drehung um die Y-(Gier-)Achse von dem Vorzeichen von u – u0 abhängen. Falls die erwartete Position zum Beispiel rechts von der tatsächlichen Position angeordnet ist (wie in
Wie hierin illustriert, kann die Drehgeschwindigkeit (z. B. ein absoluter Wert der Winkelgeschwindigkeit) um eine gegebene Achse (z. B. die Y-(Gier-)Achse) von dem Abstand zwischen der erwarteten und der tatsächlichen Position des Ziels entlang der Achse (d. h., |u – u0|) abhängen. Je weiter der Abstand ist, desto größer ist die Drehgeschwindigkeit. Desgleichen ist, je näher der Abstand ist, desto langsamer die Drehgeschwindigkeit. Wenn die erwartete Position mit der Position entlang der Achse übereinstimmt (z. B. u = u0), dann ist die Drehgeschwindigkeit um die Achse null, und die Drehung hält an.As illustrated herein, the rotational speed (eg, an absolute value of the angular velocity) about a given axis (eg, the Y (yaw) axis) may be determined from the distance between the expected and actual positions of the target along the Axis (ie, | u - u 0 |). The farther the distance, the greater the speed of rotation. Likewise, the closer the distance, the slower the rotation speed. If the expected position coincides with the position along the axis (eg, u = u 0 ), then the rotational speed about the axis is zero and the rotation stops.
Das Verfahren zum Einstellen der Abweichung zwischen der erwarteten Zielposition und der tatsächlichen Zielposition entlang der horizontalen Achse
Die Drehung um die X-Achse für das Gesichtsfeld einer Bildgebungseinrichtung kann durch eine Drehung des beweglichen Objekts, eine Drehung der Nutzlast (über einen Träger) im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt oder eine Kombination von beiden erreicht werden. Also ist, in der Gleichung (5), β eine Konstante, die vordefiniert und/oder auf der Grundlage der Konfiguration des beweglichen Objekts (z. B., wenn die Drehung durch das bewegliche Objekt erreicht wird), die Konfiguration des Trägers (z. B., wenn die Drehung durch den Träger erreicht wird) oder beider (z. B., wenn die Drehung durch eine Kombination des beweglichen Objekts und des Trägers erreicht wird) geeicht werden kann. Bei einigen Ausführungsformen ist β größer als null (β > 0). Bei anderen Ausführungsformen kann β nicht größer als null sein (β ≤ 0). Bei einigen Ausführungsformen kann β dazu verwendet werden, einen berechneten Pixelwert auf ein entsprechendes Steuerhebelmaß oder eine Empfindlichkeit zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit um eine bestimmte Achse (z. B. die Nickachse) abzubilden. Im Allgemeinen kann der Steuerhebel dazu verwendet werden, die Winkel- oder lineare Geschwindigkeit eines steuerbaren Objekts (z. B. eines UAV oder Trägers) zu steuern. Ein größeres Steuerhebelmaß entspricht größerer Empfindlichkeit und größerer Geschwindigkeit (für Winkel- oder lineare Bewegung). Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuerhebelmaß oder ein Bereich desselben durch Konfigurationsparameter des Flugsteuerungssystems für ein UAV oder Konfigurationsparameter eines Steuerungssystems für einen Träger bestimmt werden. Die oberen und unteren Grenzen des Bereichs des Steuerhebelmaßes können jegliche willkürliche Zahlen einschließen. Zum Beispiel kann der Bereich des Steuerhebelmaßes (1000, –1000) für ein Flugsteuerungssystem und (–1000, 1000) für ein anderes Flugsteuerungssystem betragen.The rotation about the X-axis for the field of view of an imaging device can be achieved by a rotation of the moving object, a rotation of the payload (via a carrier) relative to the moving object, or a combination of both. Thus, in Equation (5), β is a constant that is predefined and / or based on the configuration of the moving object (eg, when the rotation is achieved by the moving object), the configuration of the carrier (e.g. B. when the rotation is achieved by the carrier) or both (eg, when the rotation is achieved by a combination of the moving object and the carrier) can be calibrated. In some embodiments, β is greater than zero (β> 0). In other embodiments, β may not be greater than zero (β ≤ 0). In some embodiments, β may be used to map a calculated pixel value to a corresponding control lever amount or sensitivity to control the angular velocity about a particular axis (eg, the pitch axis). In general, the control lever can be used to control the angular or linear velocity of a controllable object (eg, a UAV or carrier). A larger control lever size corresponds to greater sensitivity and greater speed (for angular or linear motion). In some embodiments, the control lever dimension or a portion thereof may be determined by configuration parameters of the flight control system for a UAV or configuration parameters of a control system for a wearer. The upper and lower limits of the range of the control lever measure may include any arbitrary numbers. For example, the range of the control lever amount may be (1000, -1000) for a flight control system and (-1000, 1000) for another flight control system.
Zum Beispiel angenommen, dass die Bilder eine Breite von W = 1024 Pixeln und eine Höhe von H = 768 Pixeln haben. Folglich beträgt die Größe der Bilder 1024·768. Ferner angenommen, dass die erwartete Position des Ziels ein v0 = 384 hat. Folglich gilt (v – v0) ∊ (–384, 384). Angenommen, dass der Bereich des Steuerhebelmaßes um die Nickachse (–1000, 1000) beträgt, dann beträgt das maximale Steuerhebelmaß oder die maximale Empfindlichkeit 1000 und β = 1000/512. Folglich kann der Wert von α durch die durch die Bildgebungseinrichtung bereitgestellte Bildauflösung oder -größe, den Bereich des Steuerhebelmaßes (z. B. um eine bestimmte Drehachse), das maximale Steuerhebelmaß oder die maximale Empfindlichkeit und/oder andere Faktoren beeinflusst werden.For example, assume that the images have a width of W = 1024 pixels and a height of H = 768 pixels. As a result, the size of the images is 1024 × 768. Further assume that the expected position of the target has a v 0 = 384. Consequently, (v - v 0 ) ε (-384, 384). Assuming that the range of the control lever amount is around the pitch axis (-1000, 1000), then the maximum control lever amount or the maximum sensitivity is 1000 and β = 1000/512. Thus, the value of α may be affected by the image resolution or size provided by the imager, the range of the control lever amount (eg, about a particular axis of rotation), the maximum control lever amount or the maximum sensitivity, and / or other factors.
Zum Beispiel entspricht, wenn die Drehung durch eine Drehung des beweglichen Objekts erreicht wird, die X-Achse
In der Gleichung (6) ist β1 eine Konstante, die auf der Grundlage der Konfiguration des beweglichen Objekts definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist β1 größer als null (β1 > 0). Das β1 kann ähnlich dem oben erörterten β definiert werden. Zum Beispiel kann ein Wert von β1 auf der Grundlage von Bildauflösung oder -größe und/oder Bereich des Steuerhebelmaßes für das bewegliche Objekt (z. B. um die Nickachse) definiert werden.In the equation (6), β 1 is a constant defined based on the configuration of the moving object. In some embodiments, β 1 is greater than zero (β 1 > 0). The β 1 can be defined similarly to the β discussed above. For example, a value of β 1 may be defined based on image resolution or size and / or range of the control lever measure for the moving object (eg, about the pitch axis).
Ähnlich entspricht, wenn die Drehung durch eine Drehung der Nutzlast im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt (z. B. über den Träger) erreicht wird, die X-Achse
In der Gleichung (6) ist β2 eine Konstante, die auf der Grundlage der Konfiguration des Trägers und/oder der Nutzlast definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist β2 größer als null (β2 > 0). Das β2 kann ähnlich dem oben erörterten β definiert werden. Zum Beispiel kann der Wert von β2 auf der Grundlage von Bildauflösung oder -größe und/oder Bereich des Steuerhebelmaßes für den Träger (z. B. um die Nickachse) definiert werden.In the equation (6), β 2 is a constant defined based on the configuration of the carrier and / or the payload. In some embodiments, β 2 is greater than zero (β 2 > 0). The β 2 can be defined similarly to the β discussed above. For example, the value of β 2 may be defined based on the image resolution or size and / or range of the control lever measure for the wearer (eg, about the pitch axis).
Im Allgemeinen kann die Winkelgeschwindigkeit des Gesichtsfeldes um die X-(Nick-)Achse
In der Gleichung (7) kann entweder ωX1 oder ωX2 null sein.In the equation (7), either ω X1 or ω X2 may be zero.
Wie hierin illustriert, kann die Richtung der Drehung um die X-(Nick-)Achse von dem Vorzeichen von v – v0 abhängen. Falls die erwartete Position zum Beispiel oberhalb der tatsächlichen Position angeordnet ist (wie in
Wie hierin illustriert, hängt die Drehgeschwindigkeit (z. B. ein absoluter Wert der Winkelgeschwindigkeit) um eine gegebene Achse (z. B. die X-(Nick-)Achse) von dem Abstand zwischen der erwarteten und der tatsächlichen Position des Ziels entlang der Achse (d. h., |u – u0|) ab. Je weiter der Abstand ist, desto größer ist die Drehgeschwindigkeit. Je näher der Abstand ist, desto langsamer ist die Drehgeschwindigkeit. Wenn die erwartete Position mit der Position entlang der Achse übereinstimmt (z. B. v = v0), dann ist die Drehgeschwindigkeit um die Achse null, und die Drehung hält an.As illustrated herein, the rotational speed (eg, an absolute value of the angular velocity) about a given axis (eg, the X (pitch) axis) depends on the distance between the expected and actual positions of the target along the Axis (ie, | u - u 0 |). The farther the distance, the greater the speed of rotation. The closer the distance, the slower the rotation speed. If the expected position coincides with the position along the axis (eg, v = v 0 ), then the rotational speed about the axis is zero and the rotation stops.
Bei einigen Ausführungsformen können die Werte der Winkelgeschwindigkeiten, wie oben berechnet, durch verschiedene Einschränkungen des Systems eingeschränkt oder anderweitig modifiziert werden. Solche Einschränkungen können die maximale und/oder die minimale Geschwindigkeit, die durch das bewegliche Objekt und/oder die Bildgebungseinrichtung erreicht werden können, den Bereich des Steuerhebelmaßes oder das maximale Steuerhebelmaß oder die maximale Empfindlichkeit des Steuerungssystems für das bewegliche Objekt und/oder den Träger und dergleichen einschließen. Zum Beispiel kann die Drehgeschwindigkeit das Minimum der berechneten Drehgeschwindigkeit und die maximale zulässige Geschwindigkeit sein.In some embodiments, the values of the angular velocities, as calculated above, may be limited or otherwise modified by various limitations of the system. Such limitations may include the maximum and / or minimum speed achievable by the moving object and / or the imaging device, the range of the control lever amount, or the maximum control lever amount or maximum sensitivity of the movable object and / or the support system and control system include such. For example, the rotational speed may be the minimum of the calculated rotational speed and the maximum permitted speed.
Bei einigen Ausführungsformen können Warnanzeiger bereitgestellt werden, wenn die berechneten Winkelgeschwindigkeiten entsprechend den hierin beschriebenen Einschränkungen modifiziert werden müssen. Beispiele solcher Warnanzeiger können Text-, Audio- (z. B. Sirene oder Piepton), visuelle (z. B. bestimmte Lichtfarbe oder Blinklicht), mechanische, beliebige andere geeignete Arten von Signalen einschließen. Solche Warnanzeiger können unmittelbar durch das bewegliche Objekt, den Träger, die Nutzlast oder einen Bestandteil derselben bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können Warnanzeiger durch die Leitstation (z. B. über die Anzeige) bereitgestellt werden. Im letzteren Fall kann die Leitstation die Warnanzeiger auf der Grundlage von Signalen von dem beweglichen Objektbereitstellen.In some embodiments, warning indicators may be provided if the calculated angular velocities need to be modified according to the limitations described herein. Examples of such warning indicators may be textual, audio (eg, siren or beep), visual (eg, certain light color or flashing light), mechanical, any other suitable types of Include signals. Such warning indicators may be provided directly by the moving object, the carrier, the payload or a component thereof. Alternatively or additionally, warning indicators may be provided by the control station (eg, via the display). In the latter case, the control station can provide the warning indicators based on signals from the mobile object.
Obwohl die Anzeigefläche des Bildes und des Ziels als Rechtecke gezeigt werden, ist dies nur zu illustrativen Zwecken und nicht als begrenzend vorgesehen. Stattdessen kann die Anzeigefläche des Bildes und/oder des Ziels bei verschiedenen Ausführungsformen beliebige geeignete Formen, wie beispielsweise Kreise, Ovale, Vielecke und dergleichen, haben. Desgleichen ist, obwohl die hierin erörterten Flächen in Pixeln ausgedrückt werden, dies nur zu illustrativen Zwecken und nicht als begrenzend vorgesehen. Bei anderen Ausführungsformen können die Flächen in beliebigen geeigneten Einheiten, wie beispielsweise MegaPixeln, mm2, cm2, Zoll2 und dergleichen, ausgedrückt werden.Although the display area of the image and the destination are shown as rectangles, this is for illustrative purposes only and not intended to be limiting. Instead, in various embodiments, the display area of the image and / or target may have any suitable shapes, such as circles, ovals, polygons, and the like. Likewise, although the areas discussed herein are expressed in pixels, this is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting. In other embodiments, the areas may be expressed in any suitable units, such as mega pixels, mm 2 , cm 2 , inches 2, and the like.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Abweichung von der erwarteten Zielgröße dazu verwendet werden, eine oder mehrere lineare Geschwindigkeiten für das bewegliche Objekt und/oder die Bildgebungseinrichtung entlang einer oder mehrerer Achsen abzuleiten. Zum Beispiel kann eine Abweichung bei der Zielgröße zwischen einer tatsächlichen Zielgröße s und der erwarteten Zielgröße S (z. B. S = s0 oder s1) dazu verwendet werden, eine lineare Geschwindigkeit V zum Bewegen des beweglichen Objekts entlang einer Z-(Roll-)Achse
In der Gleichung (8) ist δ eine Konstante, die auf der Grundlage der Konfiguration des beweglichen Objekts und/oder eines beliebigen geeigneten steuerbaren Objekts (z. B. eines Trägers), das veranlassen kann, dass sich das Gesichtsfeld zu dem Ziel hin und/oder von demselben weg bewegt, definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist δ größer als null (δ > 0). Bei anderen Ausführungsformen kann δ nicht größer als null sein (β ≤ 0). Bei einigen Ausführungsformen kann δ dazu verwendet werden, einen berechneten Pixelwert auf ein entsprechendes Steuerhebelmaß oder eine Empfindlichkeit zum Steuern der linearen Geschwindigkeit abzubilden.In Equation (8), δ is a constant that may be based on the configuration of the moving object and / or any suitable controllable object (eg, a carrier) that may cause the field of view to approach the target and / or moved from the same, is defined. In some embodiments, δ is greater than zero (δ> 0). In other embodiments, δ can not be greater than zero (β ≤ 0). In some embodiments, δ may be used to map a calculated pixel value to a corresponding control lever amount or sensitivity to control the linear velocity.
Im Allgemeinen stellt V die Geschwindigkeit des beweglichen Objekts zu dem Ziel hin und/oder von demselben weg dar. Der Geschwindigkeitsvektor zeigt von dem UAV zu dem Ziel. Falls die tatsächliche Größe s des Ziels kleiner ist als die erwartete Größe S, dann gilt V > 0, und das bewegliche Objekt bewegt sich zu dem Ziel hin, um so die Größe des Ziels, wie in den Bildern aufgenommen, zu steigern. Andererseits gilt, falls die tatsächliche Größe s des Ziels größer ist als die erwartete Größe S, dann V < 0, und das bewegliche Objekt bewegt sich von dem Ziel weg, um so die Größe des Ziels, wie in den Bildern aufgenommen, zu verringern.In general, V represents the velocity of the moving object toward and / or from the target. The velocity vector points from the UAV to the target. If the actual size s of the target is smaller than the expected size S, then V> 0, and the moving object moves toward the target so as to increase the size of the target as taken in the images. On the other hand, if the actual size s of the target is larger than the expected size S, then V <0, and the moving object moves away from the target so as to reduce the size of the target as taken in the images.
Zum Beispiel angenommen, dass die Bilder eine Breite von W = 1024 Pixeln und eine Höhe von H = 768 Pixeln haben. Folglich beträgt die Größe der Bilder 1024·768. Angenommen, dass der Bereich des Steuerhebelmaßes zum Steuern der linearen Geschwindigkeit (–1000, 1000) beträgt. Bei einem Ausführungsbeispiel gilt δ = –1000, wenn s/S = 3 und δ = 1000, wenn s/S = 1/3.For example, assume that the images have a width of W = 1024 pixels and a height of H = 768 pixels. As a result, the size of the images is 1024 × 768. Assume that the range of the control lever amount for controlling the linear velocity is (-1000, 1000). In one embodiment, δ = -1000 when s / S = 3 and δ = 1000 when s / S = 1/3.
Bei einigen Ausführungsformen können die Werte der Geschwindigkeiten, wie oben berechnet, durch verschiedene Einschränkungen des Systems eingeschränkt oder anderweitig modifiziert werden. Solche Einschränkungen können die maximale und/oder die minimale Geschwindigkeit, die durch das bewegliche Objekt und/oder die Bildgebungseinrichtung erreicht werden können, die maximale Empfindlichkeit des Steuerungssystems für das bewegliche Objekt und/oder den Träger und dergleichen einschließen. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit für das bewegliche Objekt das Minimum der berechneten Geschwindigkeit und die maximale zulässige Geschwindigkeit sein.In some embodiments, the values of the speeds as calculated above may be limited or otherwise modified by various limitations of the system. Such limitations may include the maximum and / or minimum speed that may be achieved by the moving object and / or the imaging device, the maximum sensitivity of the moving object and / or the carrier control system, and the like. For example, the speed for the moving object may be the minimum of the calculated speed and the maximum allowed speed.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abweichung zwischen der tatsächlichen Zielgröße und der erwarteten Zielgröße dazu verwendet werden, eine Einstellung an den Betriebsparametern der Bildgebungseinrichtung, wie beispielsweise Zoomniveau oder Brennweite, um die Abweichung zu berichtigen, abzuleiten. Eine solche Einstellung an der Bildgebungseinrichtung kann notwendig sein, wenn eine Einstellung an dem beweglichen Objekt unausführbar oder anderweitig unerwünscht ist, zum Beispiel, wenn die Navigationsbahn des beweglichen Objekts vorbestimmt ist. Eine beispielhafte Brennweiteneinstellung F kann ausgedrückt werden als:
Wobei γ eine Konstante ist, die auf der Grundlage der Konfiguration der Bildgebungseinrichtung definiert wird. Bei einigen Ausführungsformen ist γ größer als null (γ > 0). Bei anderen Ausführungsformen ist γ nicht größer als null (γ ≤ 0). Der Wert von γ kann auf der Grundlage der Art von Linsen und/oder Bildgebungseinrichtungen definiert werden.Where γ is a constant that is defined based on the configuration of the imaging device. In some embodiments, γ is greater than zero (γ> 0). In other embodiments, γ is not greater than zero (γ ≤ 0). The value of γ may be defined based on the type of lenses and / or imaging devices.
Falls die tatsächliche Größe s des Ziels kleiner ist als die erwartete Größe S, dann gilt F > 0, und die Brennweite nimmt um |F| zu, um so die Größe des Ziels, wie in den Bildern aufgenommen, zu steigern. Andererseits gilt, falls die tatsächliche Größe s des Ziels größer ist als die erwartete Größe S, dann F < 0, und die Brennweite nimmt um |F| ab, um so die Größe des Ziels, wie in den Bildern aufgenommen, zu verringern. Zum Beispiel ist bei einer Ausführungsform γ = 10. Dies bedeutet, dass zum Beispiel, wenn die tatsächliche Größe s des Ziels das Doppelte der erwarteten Größe S ist, die Brennweite dementsprechend um 10 mm (d. h., F = 10·(1 – 2/1) = –10) vermindert werden sollte und umgekehrt.If the actual size s of the target is less than the expected size S, then F> 0 and the focal length decreases by | F | to increase the size of the target as recorded in the images. On the other hand, if the actual size s of the target is greater than the expected size S, then F <0, and the focal length decreases by | F | to decrease the size of the target as shown in the pictures. For example, in one embodiment, γ = 10. This means that, for example, if the actual size s of the target is twice the expected size S, the focal length will be 10 mm (ie, F = 10 * (1 - 2 /). 1) = -10) and vice versa.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung an den Betriebsparametern der Bildgebungseinrichtung, wie beispielsweise der Brennweite, durch verschiedene Einschränkungen des Systems eingeschränkt oder anderweitig modifiziert werden. Solche Einschränkungen können die maximale und/oder die minimale Brennweite, die durch die Bildgebungseinrichtung erreicht werden können, einschließen. Als ein Beispiel angenommen, der Brennweitenbereich beträgt (20 mm, 58 mm). Ferner angenommen, dass die anfängliche Brennweite 40 mm beträgt. Dann sollte, wenn s > S, die Brennweite entsprechend der Gleichung (9) vermindert werden, und, wenn s < S, sollte die Brennweite entsprechend der Gleichung (9) gesteigert werden. Jedoch wird eine solche Einstellung durch die untere und die obere Grenze des Brennweitenbereichs (z. B. 20 mm bis 58 mm) begrenzt. Mit anderen Worten, die Brennweite nach der Einstellung sollte nicht weniger als die minimale Brennweite (z. B. 20 mm) und nicht mehr als die maximale Brennweite (z. B. 58 mm) betragen.In some embodiments, the adjustment to the operating parameters of the imager, such as the focal length, may be limited or otherwise modified by various limitations of the system. Such limitations may include the maximum and / or minimum focal length that can be achieved by the imaging device. As an example, assume the focal length range is (20mm, 58mm). Further, assume that the initial focal length is 40 mm. Then, if s> S, the focal length should be decreased according to the equation (9), and if s <S, the focal length should be increased according to the equation (9). However, such a setting is limited by the lower and upper limits of the focal length range (eg, 20 mm to 58 mm). In other words, the focal length after adjustment should be not less than the minimum focal length (eg, 20 mm) and not more than the maximum focal length (eg, 58 mm).
Wie oben in
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Verfahren und Systeme zum Verfolgen eines Ziels durch eine an ein bewegliches Objekt angeschlossene Bildgebungseinrichtung, während das bewegliche Objekt zum Navigieren durch Navigationsbefehle gesteuert wird, bereitgestellt.According to another aspect of the present invention, methods and systems for tracking a target by an imaging device connected to a moving object while controlling the moving object to navigate by navigation commands are provided.
Der Prozess
Die Zielinformationen können anfängliche Zielinformationen (z. B. Position und/oder Größe) eines bestimmten Ziels, wie durch einen eine Leitstation bedienenden Anwender ausgewählt, und/oder Zielartinformationen, wie beispielsweise Farbe, Textur, Muster, Größe, Form, Abmessung und dergleichen, einschließen.The destination information may include initial destination information (eg, position and / or size) of a particular destination, such as a user operating a guidance station, and / or destination type information, such as color, texture, pattern, size, shape, dimension, and the like. lock in.
Die Zielinformationen können ebenfalls erwartete Zielinformationen (z. B. Position und/oder Größe) einschließen. Die erwarteten Zielinformationen spezifizieren die Charakteristika, von denen erwartet wird, dass sie das verfolgte Ziel in den durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommenen Bildern erfüllt. Die erwarteten Zielinformationen können dazu verwendet werden, das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Bildgebungseinrichtung so einzustellen, dass das verfolgte Ziel in einem oder mehreren Bildern durch die erwarteten Zielinformationen spezifizierte Parameter aufrechterhält. Zum Beispiel kann das Ziel so verfolgt werden, dass es eine erwartete Position und/oder Größe innerhalb eines oder mehrerer durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommener Bilder aufrechterhält. Zum Beispiel kann die erwartete Position des verfolgten Ziels nahe der Mitte des Bildes oder außermittig liegen. Die erwartete Größe des verfolgten Ziels kann um eine bestimmte Anzahl von Pixeln (z. B. die anfängliche Zielgröße) liegen. Die erwarteten Zielinformationen können die gleichen sein wie die anfänglichen Zielinformationen oder nicht. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die erwarteten Zielinformationen durch die Leitstation bereitgestellt werden oder nicht. Zum Beispiel können die erwarteten Zielinformationen in der durch eine Verarbeitungseinheit an Bord des beweglichen Objekts ausgeführten Steuerlogik fest codiert, in einem Datenspeicher am Ort des beweglichen Objekts und/oder fern von demselben gespeichert oder von anderen geeigneten Quellen erlangt werden. The destination information may also include expected destination information (eg, position and / or size). The expected target information specifies the characteristics that are expected to satisfy the tracked target in the images captured by the imager. The expected target information may be used to set the moving object, the carrier, and / or the imaging device so that the tracked target in one or more images will maintain parameters specified by the expected target information. For example, the target may be tracked to maintain an expected position and / or size within one or more images captured by the imaging device. For example, the expected position of the tracked target may be near the center of the image or off-center. The expected size of the tracked target may be a certain number of pixels (eg, the initial target size). The expected destination information may be the same as the initial destination information or not. In various embodiments, the expected destination information may or may not be provided by the control station. For example, the expected destination information in the control logic executed by a processing unit aboard the mobile object may be hard-coded, stored in a data memory at and / or remote from the location of the mobile object, or obtained from other suitable sources.
Bei einigen Ausführungsformen können die Zielinformationen (einschließlich spezifischer Zielinformationen und Zielartinformationen) wenigstens zum Teil an der Leitstation
Die Zielinformationen können dazu verwendet werden, das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Bildgebungseinrichtung einzustellen
Sobald ein Ziel identifiziert ist, können die erwarteten Zielinformationen (als Teil der Zielinformationen) dazu verwendet werden, eine Abweichung von erwarteten Charakteristika des Ziels, wie beispielsweise erwarteter Position und/oder Größe, zu erkennen. Die Abweichung kann durch das Vergleichen der Charakteristika des Ziels (z. B. Positionen und/oder Größen) innerhalb einer Reihe von durch die beweglichen Objekte aufgenommenen Bildern erkannt werden, um festzustellen, ob sich die Charakteristika durch die Bilder verändern. Die Reihe von Bildern kann durch das bewegliche Objekt zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen werden. Eine Änderung bei der Position des Ziels kann erkannt werden durch das Vergleichen von Koordinaten des Mittelpunkts des Ziels innerhalb eines Bildes mit den Koordinaten der erwarteten Zielposition. Eine Änderung bei der Größe des Ziels kann erkannt werden durch das Vergleichen der Größe der durch das Ziel bedeckten Fläche (z. B. in Pixeln) mit der erwarteten Zielgröße.Once a destination is identified, the expected destination information (as part of the destination information) may be used to detect a departure from expected characteristics of the destination, such as expected location and / or size. The deviation can be detected by comparing the characteristics of the target (e.g., positions and / or magnitudes) within a series of images captured by the moving objects to determine if the characteristics are changing through the images. The series of images can be captured by the moving object at different times. A change in the position of the target can be detected by comparing coordinates of the center of the target within an image with the coordinates of the expected target position. A change in the size of the target can be detected by comparing the size of the area covered by the target (eg, in pixels) with the expected target size.
Wenigstens zum Teil auf der Grundlage der erkannten Abweichung können automatisch (z. B. durch einen oder mehrere Prozessoren an Bord des beweglichen Objekts) Steuersignale erzeugt werden, die für das bewegliche Objekt, den Träger, die Bildgebungseinrichtung und/oder beliebige geeignete Bestandteile derselben gelten. Die Steuersignale können dazu verwendet werden, die erkannte Abweichung im Wesentlichen zu berichtigen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung dazu verwendet werden, ein oder mehrere erwartete Zielcharakteristika (z. B. Zielposition und/oder -größe) innerhalb der durch das bewegliche Objekt aufgenommenen Bilder im Wesentlichen aufrechtzuerhalten, während das bewegliche Objekt entsprechend vom Anwender bereitgestellten Navigationsbefehlen navigiert. Die Einstellung kann im Wesentlichen in Echtzeit durchgeführt werden, da das bewegliche Objekt vom Anwender bereitgestellte Navigationsbefehle oder vorbestimmte Navigationsbahnen ausführt und/oder da die Bildgebungseinrichtung ein oder mehrere Bilder aufnimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einstellung auf der Grundlage anderer Informationen, wie beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren an Bord des beweglichen Objekt (z. B. Näherungssensor oder GPS-Sensor) erfasster Sensordaten, erzeugt werden. Zum Beispiel können Positionsinformationen des verfolgten Ziels durch einen Näherungssensor erfasst und/oder durch das Ziel selbst (z. B. GPS-Position) bereitgestellt werden. Solche Positionsinformationen können, zusätzlich zu der erkannten Abweichung, verwendet werden, um die Einstellung zu erzeugen.At least in part, on the basis of the detected deviation, control signals may be generated automatically (eg, by one or more processors on board the mobile object) that are applicable to the moving object, the carrier, the imaging device, and / or any suitable components thereof , The control signals may be used to substantially correct the detected deviation. In some embodiments, the adjustment may be used to substantially maintain one or more expected target characteristics (eg, target position and / or size) within the images captured by the moving object as the movable object navigates according to user supplied navigation commands. The adjustment may be performed substantially in real time because the moving object is executing user supplied navigation commands or predetermined navigation lanes and / or because the imaging device is capturing one or more images. In some embodiments, the adjustment may be generated based on other information, such as sensor data sensed by one or more sensors aboard the mobile object (eg, proximity sensor or GPS sensor). For example, position information of the tracked Target detected by a proximity sensor and / or provided by the target itself (eg GPS position). Such position information, in addition to the detected deviation, may be used to generate the adjustment.
Bei einigen Ausführungsformen, wenn das bewegliche Objekt entsprechend vom Anwender bereitgestellten Navigationsbefehlen oder vorbestimmten Navigationsbahnen navigiert, die Einstellung zur Zielverfolgung auf den Träger und/oder die Bildgebungseinrichtung begrenzt, ohne den Zustand (z. B. Lage, Position, Ausrichtung oder Geschwindigkeit) des beweglichen Objekts selbst zu beeinflussen. Dies kann sein, weil es unausführbar oder anderweitig unerwünscht ist, das bewegliche Objekt einzustellen, während es vom Anwender bereitgestellte Navigationsbefehle oder vorbestimmte Navigationsbahnen ausführt. Zum Beispiel kann eine solche Einstellung veranlassen, dass der Träger die Bildgebungseinrichtung im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt, wie beispielsweise um eine, zwei oder mehr Drehachsen oder entlang derselben bewegt, um eine Abweichung von der erwarteten Position des Ziels zu berichtigen. Zusätzlich oder alternativ kann die Einstellung eine Einstellung an der Brennweite oder dem Zoom, dem Brennpunkt oder anderen Betriebsparametern der Bildgebungseinrichtung veranlassen, um eine Abweichung von der erwarteten Größe des Ziels zu berichtigen. Eine Erörterung beispielhafter Verfahren für solche Einstellungen wird in Verbindung mit
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Verfahren und Systeme zum Steuern eines beweglichen Objekts zum Navigieren entsprechend einem oder mehreren Navigationsbefehlen während des Verfolgens eines Ziels bereitgestellt.
Der Prozess
Der Prozess
Bei einigen Ausführungsformen können die Navigationseingabe oder die Verfolgungseingabe jeweils über zwei oder mehr Anwenderschnittstelle bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Navigationseingabe sowohl über Joystick als auch über Berührungsbildschirm bereitgestellt werden. Als ein anderes Beispiel kann die Verfolgungseingabe über Berührungsbildschirm, Joystick und Tastatur bereitgestellt werden.In some embodiments, the navigation input or the tracking input may each be provided via two or more user interfaces. For example, the navigation input may be provided via both joystick and touch screen. As another example, tracking input may be provided via touch screen, joystick, and keyboard.
Die Navigationseingabe kann dazu verwendet werden, Navigationsbefehle für das bewegliche Objekt zu erzeugen
Die Verfolgungseingabe kann dazu verwendet werden, Zielinformationen zu erzeugen
Der Prozess
Bei einigen Ausführungsformen können, wie beispielsweise ausführlicher in
Bei einigen Ausführungsformen können die erzeugten Navigationsbefehle und/oder Zielinformationen dem beweglichen Objekt bereitgestellt werden
Bei einigen Ausführungsformen werden alle Schritte des Prozesses
Nach einigen andere Aspekten der vorliegenden Erfindung wird eine interaktive Anwenderschnittstelle zum Auswählen und Betrachten, im Wesentlichen in Echtzeit, von durch ein bewegliches Objekt, wie hierin beschrieben, wie beispielsweise ein UAV, verfolgten Zielen bereitgestellt. Eine solche Anwenderschnittstelle kann durch eine Leitstation, wie beispielsweise hierin beschrieben, bereitgestellt werden.
Der Prozess
Bei einigen Ausführungsformen können die Bilder im Wesentlichen in Echtzeit angezeigt oder gestreamt werden, wenn die Bilder von dem beweglichen Objekt und oder der Bildgebungseinrichtung empfangen werden. Bei einigen Ausführungsformen werden die Bilder im Wesentlichen in Echtzeit von dem beweglichen Objekt und oder der Bildgebungseinrichtung übermittelt, wenn die Bilder durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommen werden. In anderen Fällen kann es etwas Verzögerung zwischen der Aufnahme und/oder der Übermittlung der Bilder und der Anzeige der Bilder geben.In some embodiments, the images may be displayed or streamed in substantially real time as the images are received by the moving object and / or the imaging device. In some embodiments, the images are transmitted in substantially real time from the moving object and / or the imaging device when the images are captured by the imaging device. In other cases, there may be some delay between taking pictures and / or transmitting the pictures and displaying the pictures.
Bei einigen Ausführungsformen schließt der Prozess
Bei einigen Ausführungsformen wird das ausgewählte Ziel mit einem Auswahlanzeiger in den Bildern angezeigt, um anzugeben, dass es durch den Anwender ausgewählt ist. Der Auswahlanzeiger kann durch einen Kreis, einen Haken, einen Pfeil, ein Vieleck oder ein beliebiges anderes graphisches Objekt geeigneter Form mit einer/einem beliebigen geeigneten Farbe oder Muster dargestellt werden.In some embodiments, the selected target is displayed with a selection indicator in the images to indicate that it is selected by the user. The selection indicator may be represented by a circle, a hook, an arrow, a polygon, or any other graphic object of suitable shape having any suitable color or pattern.
Das vom Anwender ausgewählte Ziel kann dazu verwendet werden, Zielinformationen zu erzeugen
Bei einigen Ausführungsformen wird es einem Anwender ermöglicht, zwischen einem manuellen Verfolgungsmodus und einem automatischen Verfolgungsmodus zu wählen. Wenn der manuelle Verfolgungsmodus gewählt wird, kann ein Anwender ein spezifisches zu verfolgendes Ziel spezifizieren, wie beispielsweise aus einem durch die Leitstation angezeigten Bild. Andererseits kann, wenn der automatische Verfolgungsmodus gewählt wird, der Anwender die Zielartinformationen anstelle eines spezifischen zu verfolgendes Ziels spezifizieren. Das bewegliche Objekt kann dann die Zielartinformationen dazu verwenden, automatisch das zu verfolgende Ziel zu identifizieren und anschließend das identifizierte Ziel zu verfolgen.In some embodiments, a user is allowed to choose between a manual tracking mode and an automatic tracking mode. When the manual tracking mode is selected, a user can specify a specific target to track, such as an image displayed by the control station. On the other hand, when the automatic tracking mode is selected, the user can specify the target type information instead of a specific target to be tracked. The moving object can then use the target type information to automatically identify the target to be tracked and then track the identified target.
Wahlweise können Informationen über das ausgewählte Ziel dazu verwendet werden, erwartete Zielinformationen zu erzeugen. Zum Beispiel können die anfänglichen Zielinformationen die gleichen sein wie die erwarteten Zielinformationen. Als ein anderes Beispiel können die erwarteten Zielinformationen unter Bezugnahme auf die anfänglichen Zielinformationen ausgedrückt werden. Zum Beispiel kann die erwartete Zielposition unter Verwendung eines Versatzes von der anfänglichen Zielposition ausgedrückt werden. Ähnlich kann die erwartete Zielgröße als ein Verhältnis zwischen der erwarteten Zielgröße und der anfänglichen Zielgröße ausgedrückt werden (z. B. kann die erwartete Zielgröße die doppelte Größe der anfänglichen Zielgröße haben). Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Zielinformationen auf der Grundlage eines durch einen Anwender ausgewählten Ziels, von unter Verwendung anderer Anwendereingabeverfahren (z. B. Dateneingabe von einer Tastatur) erlangten Daten und/oder Daten aus Nicht-Anwender-Quellen (z. B. örtlichem oder entferntem Datenspeicher oder anderen geeigneten Datenverarbeitungssystemen) erzeugt werden.Optionally, information about the selected destination can be used to generate expected destination information. For example, the initial destination information may be the same as the expected destination information. As another example, the expected destination information may be expressed with reference to the initial destination information. For example, the expected target position may be expressed using an offset from the initial target position. Similarly, the expected target size may be expressed as a ratio between the expected target size and the initial target size (eg, the expected target size may be double the target size) Size of the initial target size). In various embodiments, the destination information may be based on a user-selected destination, data obtained from other user input methods (e.g., data input from a keyboard), and / or data from non-user sources (e.g., local or remote) remote data store or other suitable data processing system).
Die Zielinformationen können dem beweglichen Objekt zu Verfolgungszwecken bereitgestellt
Bei verschiedenen Ausführungsformen können ein beliebiger Teil der zum Steuern des Verfolgungsvorgangs verwendeten Zielinformationen durch Anwender und der Rest durch das Verfolgungssystem bereitgestellt werden. Zum Beispiel werden bei einer Ausführungsform anfängliche Zielinformationen über eine Anwenderauswahl eines konkreten Ziels durch einen Anwender bereitgestellt, wohingegen die erwarteten Zielinformationen durch das System durch Voreinstellung bereitgestellt werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Anwender die Zielartinformationen bereitstellen, wohingegen das System automatisch auf der Grundlage der Zielartinformationen das Ziel bestimmt und das Ziel unter Verwendung anwenderspezifizierter oder vom System bereitgestellter erwarteter Zielinformationen verfolgt. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann ein Anwender alle Zielinformationen einschließlich der anfänglichen und der erwarteten Zielinformationen bereitstellen, und das System verfolgt einfach das spezifizierte Ziel dementsprechend.In various embodiments, any portion of the destination information used to control the tracking process may be provided by users and the rest by the tracking system. For example, in one embodiment, initial destination information about a user selection of a specific destination is provided by a user, whereas the expected destination information is provided by the system by default. In another embodiment, a user may provide the destination type information, whereas the system automatically determines the destination based on the destination type information and tracks the destination using user-specified or system-provided expected destination information. In yet another embodiment, a user may provide all destination information, including the initial and expected destination information, and the system will simply track the specified destination accordingly.
Die spezifische Zuordnung der Verfolgungssteuerung zwischen den Anwendern und dem Verfolgungssystem kann sich in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Faktoren verändern, wie beispielsweise der Umgebung des beweglichen Objekts, der Geschwindigkeit oder Höhe des beweglichen Objekts, Anwenderpräferenzen und verfügbaren Berechnungsressourcen (z. B., CPU oder Speicher) an Bord und/oder außerhalb des beweglichen Objekts, dergleichen. Zum Beispiel kann dem Anwender verhältnismäßig mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig komplexen Umgebung (z. B. mit zahlreichen Gebäuden oder Hindernissen oder innen) navigiert als wenn das bewegliche Objekt in einer verhältnismäßig einfachen Umgebung (z. B. weitem offenem Raum oder außen) navigiert. Als ein anderes Beispiel kann dem Anwender mehr Steuerung zugeordnet werden, wenn sich das bewegliche Objekt auf einer niedrigeren Höhe befindet als wenn sich das bewegliche Objekt auf einer höheren Höhe befindet. Als noch ein anderes Beispiel kann dem beweglichen Objekt mehr Steuerung zugeordnet werden, falls das bewegliche Objekt mit einem Hochgeschwindigkeitsprozessor ausgestattet ist, der dafür eingerichtet ist, komplexe Berechnungen verhältnismäßig schnell durchzuführen.The specific assignment of tracking control between the users and the tracking system may vary depending on a variety of factors, such as the environment of the moving object, the speed or height of the moving object, user preferences, and available computational resources (eg, CPU or Memory) on board and / or outside the mobile object, the like. For example, the user may be given relatively more control when navigating the moving object in a relatively complex environment (eg, with numerous buildings or obstacles or inside) than if the moving object were in a relatively simple environment (e.g. open space or outside). As another example, more control may be assigned to the user when the moveable object is at a lower elevation than when the moveable object is at a higher elevation. As yet another example, more control may be assigned to the moving object if the moving object is equipped with a high speed processor configured to perform complex calculations relatively quickly.
Der Prozess
Der Prozess
Die empfangenen Bilder können mit Verfolgungsdaten angezeigt
Vorteilhafterweise hilft das Anzeigen eines verfolgten Ziels mit einem solchen Verfolgungsanzeiger den Anwendern, das verfolgte Ziel visuell zu identifizieren, während sie die Bilder betrachten, die durch das bewegliche Objekt aufgenommen und/oder im Wesentlichen in Echtzeit von demselben übermittelt werden. Mit anderen Worten, die Anwender können die Ziele im Wesentlichen gleichzeitig betrachten, wenn sie durch das bewegliche Objekt verfolgt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anzeige nach einer gewissen Verzögerung bereitgestellt werden.Advantageously, displaying a tracked target with such a tracking indicator helps the users to visually identify the tracked target as they view the images captured by the moving object and / or communicated therefrom in substantially real time. In other words, the users can view the targets substantially simultaneously as they are tracked by the moving object. In other embodiments, the display may be provided after a certain delay.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Anwender, während des Betrachtens des durch das bewegliche Objekt verfolgten Ziels, das verfolgte Ziel (z. B. wie durch den Verfolgungsanzeiger angezeigt) auswählen, um ausführlichere Informationen in Bezug auf das Ziel zu sehen. Der Anwender kann durch Wechselwirkung mit der Anwenderschnittstelle, wo die Bilder angezeigt werden, ebenfalls andere Operationen in Bezug auf das Ziel oder beliebige andere angezeigte Objekte ausführen. Zum Beispiel kann der Anwender durch das Bewegen von Fingern über einen Berührungsbildschirm herein- oder herauszoomen.In some embodiments, while viewing the destination tracked by the moving object, the user may select the tracked destination (eg, as indicated by the tracking indicator) to see more detailed information regarding the destination. The user can also perform other operations on the target or any other displayed objects by interacting with the user interface where the images are displayed. For example, the user may zoom in or out by moving fingers over a touch screen.
Einige solcher Anwenderoperationen können zu Verfolgungsbefehlen umgewandelt und an das bewegliche Objekt gesendet werden. Zum Beispiel können Herein-/Herauszoomaktionen des Anwenders, wie oben beschrieben, zu geeigneten Herein-/Herauszoombefehlen für die Bildgebungseinrichtung und/oder Steuerbefehlen, um das bewegliche Objekt näher zu dem Ziel oder weiter von demselben weg zu bewegen, umgesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender entscheiden, zu einem anderen Ziel zum Verfolgen zu wechseln. Ein solcher Wechsel kann dynamisch ausgeführt werden, wenn der Anwender das andere Ziel auswählt. Die mit dem anderen Ziel verbundenen Zielinformationen können dem beweglichen Objekt dynamisch bereitgestellt werden, zum Beispiel auf eine Weise, ähnlich der in
Die Leitstation
Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können durch eine breite Vielfalt von beweglichen Objekten umgesetzt oder auf dieselben angewendet werden. Die hierin beschriebenen Systeme, Einrichtungen und Verfahren können auf eine breite Vielfalt von beweglichen Objekten angewendet werden. Wie zuvor erwähnt, kann jegliche Beschreibung eines Luftfahrzeugs hierin für ein beliebiges bewegliches Objekt gelten und verwendet werden. Ein bewegliches Objekt der vorliegenden Erfindung kann dafür konfiguriert sein, sich innerhalb einer beliebigen geeigneten Umgebung, wie beispielsweise in der Luft (z. B. ein Starrflügelflugzeug, ein Drehflügelflugzeug oder ein Flugzeug, das weder Starrflügel noch Drehflügel hat), im Wasser (z. B. ein Schiff oder ein Unterseeboot), am Boden (z. B. ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Auto, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Motorrad; eine bewegliche Struktur oder ein Gerüst, wie beispielsweise eine Stange, eine Angelrute; oder ein Zug), unter der Erde (z. B. eine U-Bahn), im Weltraum (z. B. ein Raumfahrzeug, ein Satellit oder eine Sonde) oder einer beliebigen Kombination derselben, zu bewegen. Das bewegliche Objekt kann ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein an anderer Stelle hierin beschriebenes Fahrzeug, sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt an einem lebenden Subjekt, wie beispielsweise einem Menschen oder einem Tier, angebracht sein. Geeignete Tiere können Primaten, Vögel, Hunde, Katzen, Pferde, Rinder, Schafe, Schweine, Delphine, Nagetiere oder Insekten einschließen.The systems and methods described herein may be implemented or applied to a wide variety of moving objects. The systems, devices, and methods described herein may be applied to a wide variety of moving objects. As previously mentioned, any description of an aircraft herein may apply and be used for any moveable object. A moving object of the present invention may be configured to travel in any suitable environment, such as in the air (e.g., a fixed wing aircraft, a rotary wing aircraft or an aircraft having neither fixed wing nor rotary wing) in the water (e.g. A ship or a submarine) on the ground (eg, a motor vehicle such as a car, a truck, a bus, a motorcycle, a movable structure or a scaffold such as a pole, a fishing rod; Train), in-ground (eg, a subway), in space (eg, a spacecraft, a satellite, or a probe), or any combination thereof. The moveable object may be a vehicle, such as a vehicle described elsewhere herein. In some embodiments, the moving object may be attached to a living subject, such as a human or an animal. Suitable animals may include primates, birds, dogs, cats, horses, cattle, sheep, pigs, dolphins, rodents or insects.
Das bewegliche Objekt kann dazu in der Lage sein, sich innerhalb der Umgebung frei in Bezug auf sechs Freiheitsgrade (z. B. drei Freiheitsgrade in der Verschiebung und drei Freiheitsgrade in der Drehung) zu bewegen. Alternativ kann die Bewegung des beweglichen Objekts in Bezug auf einen oder mehrere Freiheitsgrade eingeschränkt sein, wie beispielsweise durch eine(n) vorbestimmte(n) Weg, Bahn oder Ausrichtung. Die Bewegung kann durch einen beliebigen geeigneten Antriebsmechanismus, wie beispielsweise eine Kraftmaschine oder einen Motor, angetrieben werden. Der Antriebsmechanismus des beweglichen Objekts kann durch eine beliebige geeignete Energiequelle, wie beispielsweise Elektroenergie, magnetische Energie, Sonnenenergie, Windenergie, Gravitationsenergie, chemische Energie, Kernenergie oder eine beliebige geeignete Kombination derselben, gespeist werden. Das bewegliche Objekt kann über ein Antriebssystem, wie an anderer Stelle hierin beschrieben, selbstangetrieben sein. Das Antriebssystem kann wahlweise mit einer Energiequelle, wie beispielsweise Elektroenergie, magnetischer Energie, Sonnenenergie, Windenergie, Gravitationsenergie, chemischer Energie, Kernenergie oder einer beliebigen geeigneten Kombination derselben, laufen. Alternativ kann das bewegliche Objekt durch ein Lebewesen getragen werden.The moving object may be able to move freely within the environment with respect to six degrees of freedom (eg, three degrees of freedom in displacement and three degrees of freedom in rotation). Alternatively, the movement of the moving object may be restricted in one or more degrees of freedom, such as by a predetermined path, path or orientation. The movement may be driven by any suitable drive mechanism, such as an engine or engine. The drive mechanism of the moving object may be powered by any suitable source of energy, such as electric power, magnetic energy, solar energy, wind energy, gravitational energy, chemical energy, nuclear energy, or any suitable combination thereof. The moveable object may be self-propelled via a drive system as described elsewhere herein. The drive system may optionally be run with a source of energy, such as electric power, magnetic energy, solar energy, wind energy, gravitational energy, chemical energy, nuclear energy, or any suitable combination thereof. Alternatively, the movable object may be carried by a living being.
In einigen Fällen kann das bewegliche Objekt ein Fahrzeug sein. Geeignete Fahrzeuge können Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge oder Bodenfahrzeuge einschließen. Zum Beispiel können Luftfahrzeuge Starrflügelflugzeuge (z. B. Flugzeuge, Gleiter), Drehflügelflugzeuge (z. B. Hubschrauber, Drehflügler), Flugzeuge, die sowohl Starrflügel als auch Drehflügel haben, oder Flugzeug, die keines von beiden haben (z. B. Kleinluftschiffe, Heißluftballons) sein. Ein Fahrzeug kann selbstangetrieben, wie beispielsweise durch die Luft, auf oder in dem Wasser, im Weltraum oder auf oder unter der Erde selbstangetrieben, sein. Ein selbstangetriebenes Fahrzeug kann ein Antriebssystem, wie beispielsweise ein Antriebssystem, das ein(e)(n) oder mehrere Kraftmaschinen, Motoren, Räder, Achsen, Magnete, Rotoren, Propeller, Schaufeln, Düsen oder eine beliebige geeignete Kombination derselben einschließt, benutzen. In einigen Fällen kann das Antriebssystem dazu verwendet werden, zu ermöglichen, dass das bewegliche Objekt von einer Oberfläche abhebt, auf einer Oberfläche landet, seine gegenwärtige Position und/oder Ausrichtung beibehält, die Ausrichtung ändert und/oder die Position ändert.In some cases, the moving object may be a vehicle. Suitable vehicles may include watercraft, aircraft, spacecraft or ground vehicles. For example, aircraft may include fixed wing aircraft (eg, airplanes, gliders), rotary wing aircraft (eg, helicopters, rotorcraft), airplanes that have both fixed wings and rotary wings, or aircraft that have neither (eg, small airships , Hot air balloons). A vehicle may be self-propelled, such as by air, on or in the water, in space, or on or under the ground itself. A self-propelled vehicle may use a propulsion system, such as a propulsion system that includes one or more prime movers, motors, wheels, axles, magnets, rotors, propellers, blades, nozzles, or any suitable combination thereof. In some cases, the drive system may be used to allow the moveable object to lift off a surface, land on a surface, maintain its current position and / or orientation, change orientation, and / or change position.
Das bewegliche Objekt durch einen Anwender ferngesteuert oder örtlich durch einen Insassen innerhalb des beweglichen Objekts oder auf demselben gesteuert werden. Bei einigen Ausführungsformen ist das bewegliche Objekt ein unbemanntes bewegliches Objekt, wie beispielsweis ein UAV. Ein unbemanntes bewegliches Objekt, wie beispielsweis ein UAV kann keinen Insassen an Bord des beweglichen Objekts haben. Das bewegliche Objekt kann durch einen Menschen oder ein autonomes Steuerungssystem (z. B. ein Rechnersteuerungssystem) oder eine beliebige geeignete Kombination derselben gesteuert werden. Das bewegliche Objekt kann ein autonomer oder halbautonomer Roboter, wie beispielsweise ein mit einer künstlichen Intelligenz konfigurierter Roboter, sein. The moving object may be controlled remotely or locally by an occupant within or on the moving object. In some embodiments, the moving object is an unmanned moving object, such as a UAV. An unmanned moving object, such as a UAV, may not have an occupant aboard the moving object. The moving object may be controlled by a human or an autonomous control system (eg, a computer control system) or any suitable combination thereof. The moving object may be an autonomous or semi-autonomous robot, such as a robot configured with artificial intelligence.
Das bewegliche Objekt kann beliebige geeignete Größe und/oder Abmessungen haben. Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt eine Größe und/oder Abmessungen haben, um einen menschlichen Insassen innerhalb des Fahrzeugs oder auf demselben zu haben. Alternativ kann das bewegliche Objekt eine Größe und/oder Abmessungen haben, kleiner, als dazu in der Lage zu sein einen menschlichen Insassen innerhalb des Fahrzeugs oder auf demselben zu haben. Das bewegliche Objekt kann eine Größe und/oder Abmessungen haben, dafür geeignet, durch einen Menschen angehoben oder getragen zu werden. Alternativ kann das bewegliche Objekt größer sein als eine Größe und/oder Abmessungen, um dafür geeignet zu sein, durch einen Menschen angehoben oder getragen zu werden. In einigen Fällen kann das bewegliche Objekt eine maximale Abmessung (z. B. Länge, Breite, Höhe, Durchmesser, Diagonale), kleiner als oder gleich etwa 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m oder 10 m, haben. Die maximale Abmessung kann größer als oder gleich etwa 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m oder 10 m sein. Zum Beispiel kann der Abstand zwischen Wellen gegenüberliegender Rotoren des beweglichen Objekts kleiner als oder gleich etwa 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m oder 10 m sein. Umgekehrt kann der Abstand zwischen Wellen gegenüberliegender Rotoren des beweglichen Objekts größer als oder gleich etwa 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m oder 10 m sein.The movable object may be of any suitable size and / or dimensions. In some embodiments, the moveable object may have a size and / or dimensions to have a human occupant within or on the vehicle. Alternatively, the movable object may have a size and / or dimensions less than to be able to have a human occupant within or on the vehicle. The movable object may have a size and / or dimensions suitable for being lifted or carried by a human. Alternatively, the movable object may be larger than a size and / or dimensions to be suitable for being lifted or carried by a human. In some cases, the moving object may have a maximum dimension (eg, length, width, height, diameter, diagonal) less than or equal to about 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m or 10 m. The maximum dimension may be greater than or equal to about 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m or 10 m. For example, the distance between waves of opposing rotors of the moving object may be less than or equal to about 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m or 10 m. Conversely, the distance between waves of opposing rotors of the moving object may be greater than or equal to about 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m or 10 m.
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt ein Volumen von weniger als 100 cm × 100 cm × 100 cm, weniger als 50 cm × 50 cm × 30 cm oder weniger als 5 cm × 5 cm × 3 cm haben. Das Gesamtvolumen des beweglichen Objekts kann kleiner als oder gleich etwa 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10000 cm3, 100000 cm3, 1 m3 oder 10 m3 sein. Umgekehrt kann das Gesamtvolumen des beweglichen Objekts größer als oder gleich etwa 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10000 cm3, 100000 cm3, 1 m3 oder 10 m3 sein.In some embodiments, the moving object may have a volume of less than 100 cm x 100 cm x 100 cm, less than 50 cm x 50 cm x 30 cm, or less than 5 cm x 5 cm x 3 cm. The total volume of the moving object may be less than or equal to about 1 cm 3 , 2 cm 3 , 5 cm 3 , 10 cm 3 , 20 cm 3 , 30 cm 3 , 40 cm 3 , 50 cm 3 , 60 cm 3 , 70 cm 3 , 80 cm 3 , 90 cm 3 , 100 cm 3 , 150 cm 3 , 200 cm 3 , 300 cm 3 , 500 cm 3 , 750 cm 3 , 1000 cm 3 , 5000 cm 3 , 10000 cm 3 , 100000 cm 3 , 1 m be 3 or 10 m 3 . Conversely, the total volume of the moving object may be greater than or equal to about 1 cm 3 , 2 cm 3 , 5 cm 3 , 10 cm 3 , 20 cm 3 , 30 cm 3 , 40 cm 3 , 50 cm 3 , 60 cm 3 , 70 cm 3 , 80 cm 3 , 90 cm 3 , 100 cm 3 , 150 cm 3 , 200 cm 3 , 300 cm 3 , 500 cm 3 , 750 cm 3 , 1000 cm 3 , 5000 cm 3 , 10000 cm 3 , 100000 cm 3 , 1 m 3 or 10 m 3 .
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt eine Grundfläche (die sich auf die durch das bewegliche Objekt eingeschlossene seitliche Querschnittsfläche beziehen kann), kleiner als oder gleich etwa 32000 cm2, 20000 cm2, 10000 cm2, 1000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2 oder 5 cm2, haben. Umgekehrt kann die Grundfläche größer als oder gleich etwa 32000 cm2, 20000 cm2, 10000 cm2, 1000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2 oder 5 cm2 sein.In some embodiments, the moveable object may have a footprint (which may refer to the lateral cross-sectional area enclosed by the moveable object) less than or equal to about 32000 cm 2 , 20000 cm 2 , 10000 cm 2 , 1000 cm 2 , 500 cm 2 , 100 cm 2 , 50 cm 2 , 10 cm 2 or 5 cm 2 . Conversely, the footprint may be greater than or equal to about 32000 cm 2 , 20000 cm 2 , 10000 cm 2 , 1000 cm 2 , 500 cm 2 , 100 cm 2 , 50 cm 2 , 10 cm 2 or 5 cm 2 .
In einigen Fällen kann das bewegliche Objekt nicht mehr als 1000 kg wiegen. Das Gewicht des beweglichen Objekts kann kleiner als oder gleich etwa 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15v12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,50 kg, 0,1 kg, 0,05 kg oder 0,01 kg sein. Umgekehrt kann das Gewicht des beweglichen Objekts größer als oder gleich etwa 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15v12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,50 kg, 0,1 kg, 0,05 kg oder 0,01 kg sein.In some cases, the moving object can not weigh more than 1000 kg. The weight of the moving object may be less than or equal to approximately 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15 v12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0.50 kg, 0.1 kg, 0.05 kg or 0.01 kg. Conversely, the weight of the moving object may be greater than or equal to about 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg , 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15v12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0.50 kg, 0, 1 kg, 0.05 kg or 0.01 kg.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein bewegliches Objekt im Verhältnis zu einer durch das bewegliche Objekt getragenen Last klein sein. Die Last kann eine Nutzlast und/oder einen Träger einschließen, wie ausführlicher unten beschrieben. Bei einigen Beispielen kann ein Verhältnis eines Gewichts des beweglichen Objekts zu einem Lastgewicht größer als, kleiner als oder gleich etwa 1:1 sein. In einigen Fällen kann ein Verhältnis eines Gewichts des beweglichen Objekts zu einem Lastgewicht größer als, kleiner als oder gleich etwa 1:1 sein. Wahlweise kann ein Verhältnis eines Trägergewichts Objekts zu einem Lastgewicht größer als, kleiner als oder gleich etwa 1:1 sein. Wenn gewünscht, kann das Verhältnis eines Gewichts des beweglichen Objekts zu einem Lastgewicht kleiner als oder gleich etwa 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:10 oder noch kleiner sein. Umgekehrt kann das Verhältnis eines Gewichts des beweglichen Objekts zu einem Lastgewicht größer als oder gleich etwa 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:10 oder noch größer sein.In some embodiments, a moving object may be small in relation to a load carried by the moving object. The load may include a payload and / or a carrier, as described in more detail below. In some examples, a ratio of a weight of the moving object to a load weight may be greater than, less than, or equal to about 1: 1. In some cases, a ratio of a weight of the moving object to a load weight may be greater than, less than, or equal to about 1: 1. Optionally, a ratio of a carrier weight object to a load weight may be greater than, less than, or equal to about 1: 1. If desired, the ratio of a weight of the moving object to a load weight may be less than or equal to about 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1:10, or even less. Conversely, the ratio of a weight of the moving object to a load weight may be greater than or equal to about 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5, 1:10, or even greater.
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt einen niedrigen Energieverbrauch haben. Zum Beispiel kann das bewegliche Objekt weniger als etwa 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h oder weniger verbrauchen. In einigen Fällen kann ein Träger des beweglichen Objekts einen niedrigen Energieverbrauch haben. Zum Beispiel kann der Träger Objekt weniger als etwa 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h oder weniger verbrauchen. Wahlweise kann eine Nutzlast des beweglichen Objekts einen niedrigen Energieverbrauch, wie beispielsweise weniger als etwa 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h oder weniger, haben.In some embodiments, the moving object may have low power consumption. For example, the moving object may consume less than about 5 W / h, 4 W / h, 3 W / h, 2 W / h, 1 W / h or less. In some cases, a wearer of the moving object may have a low power consumption. For example, the carrier object may be less than about 5 W / h, 4 W / h, 3 W / h, 2 W / h, 1 Consume W / h or less. Optionally, a payload of the moving object may have a low power consumption, such as less than about 5 W / h, 4 W / h, 3 W / h, 2 W / h, 1 W / h or less.
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt dafür konfiguriert sein, eine Last zu tragen. Die Last kann eines oder mehreres von Passagieren, Ladung, Ausrüstung, Instrumenten und dergleichen einschließen. Die Last kann innerhalb eines Gehäuses bereitgestellt werden. Das Gehäuse kann von einem Gehäuse des beweglichen Objekts gesondert sein oder ein Teil eines Gehäuses für ein bewegliches Objekt sein. Alternativ kann die Last mit einem Gehäuse versehen sein, während das bewegliche Objekt kein Gehäuse hat. Alternativ können Abschnitte der Last oder die gesamte Last ohne ein Gehäuse bereitgestellt werden. Die Last kann starr im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt befestigt sein. Wahlweise kann die Last im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt beweglich (z. B. verschiebbar oder drehbar im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt) sein.In some embodiments, the moving object may be configured to carry a load. The load may include one or more of passengers, cargo, equipment, instruments, and the like. The load can be provided within a housing. The housing may be separate from a housing of the movable object or may be part of a housing for a movable object. Alternatively, the load may be provided with a housing while the movable object has no housing. Alternatively, portions of the load or the entire load may be provided without a housing. The load may be rigidly mounted relative to the moving object. Optionally, the load may be movable (eg, slidable or rotatable relative to the moving object) relative to the moving object.
Bei einigen Ausführungsformen schließt die Last eine Nutzlast
Wahlweise kann die Last einen Träger
Der Träger kann integral mit dem beweglichen Objekt geformt sein. Alternativ kann der Träger lösbar an das bewegliche Objekt angeschlossen sein. Der Träger kann unmittelbar an das bewegliche Objekt angeschlossen sein. Der Träger kann eine Stütze für die Nutzlast bereitstellen (z. B. wenigstens einen Teil der Nutzlast tragen). Der Träger kann eine geeignete Anbringungsstruktur (z. B. eine Kardanplattform) einschließen, die dazu in der Lage ist, die Bewegung der Nutzlast zu stabilisieren und/oder zu leiten. Bei einigen Ausführungsformen kann der Träger dafür eingerichtet sein, den Zustand der Nutzlast (z. B. Position und/oder Ausrichtung) im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt zu steuern. Zum Beispiel kann der Träger dafür konfiguriert sein, sich im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt (z. B. in Bezug auf einen, zwei oder drei Verschiebungsgrade und/oder einen, zwei oder drei Drehungsgrade) derart zu bewegen, dass die Nutzlast ungeachtet der Bewegung des beweglichen Objekts ihre Position und/oder Ausrichtung im Verhältnis zu einem geeigneten Bezugsrahmen aufrechterhält. Der Bezugsrahmen kann ein fixierter Bezugsrahmen (zum Beispiel das umgebende Umfeld) sein. Alternativ kann der Bezugsrahmen ein sich bewegender Bezugsrahmen (z. B. das bewegliche Objekt, ein Nutzlastziel) sein.The carrier may be integrally molded with the movable object. Alternatively, the carrier may be detachably connected to the movable object. The carrier can be connected directly to the moving object. The carrier may provide support for the payload (eg, carry at least a portion of the payload). The carrier may include a suitable attachment structure (eg, a gimbal platform) that is capable of stabilizing and / or directing the movement of the payload. In some embodiments, the carrier may be configured to control the state of the payload (eg, position and / or orientation) relative to the moving object. For example, the carrier may be configured to move relative to the movable object (eg, with respect to one, two or three degrees of displacement and / or one, two or three degrees of rotation) such that the payload maintains its position and / or orientation relative to a suitable reference frame, regardless of the movement of the mobile object. The frame of reference can be a fixed frame of reference (for example, the surrounding environment). Alternatively, the frame of reference may be a moving frame of reference (eg, the moving object, a payload target).
Bei einigen Ausführungsformen kann der Träger dafür konfiguriert sein, eine Bewegung der Nutzlast im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt und/oder dem Träger zu ermöglichen. Die Bewegung kann eine Verschiebung in Bezug auf bis zu drei Freiheitsgrade (z. B. entlang einer, zweier oder dreier Achsen) oder eine Drehung in Bezug auf bis zu drei Freiheitsgrade (z. B. um eine, zwei oder drei Achsen) oder eine beliebige geeignete Kombination derselben sein.In some embodiments, the carrier may be configured to facilitate movement of the payload relative to the moveable object and / or the carrier. The movement may be a displacement in relation to up to three degrees of freedom (eg along one, two or three axes) or a rotation in relation to up to three degrees of freedom (eg around one, two or three axes) or one any suitable combination thereof.
In einigen Fällen kann der Träger eine Trägerrahmenbaugruppe und eine Trägerbetätigungsbaugruppe einschließen. Die Trägerrahmenbaugruppe kann eine strukturelle Stütze für die Nutzlast bereitstellen. Die Trägerrahmenbaugruppe kann einzelne Trägerrahmenbestandteile einschließen, von denen einige im Verhältnis zueinander beweglich sein können. Die Trägerbetätigungsbaugruppe kann einen oder mehrere Stellantriebe (z. B. Motoren) einschließen, die eine Bewegung der einzelnen Trägerrahmenbestandteile veranlassen. Die Stellantriebe können die Bewegung mehrerer Trägerrahmenbestandteile gleichzeitig ermöglichen oder können dafür konfiguriert sein, die Bewegung jeweils eines einzelnen Trägerrahmenbestandteils zu ermöglichen. Die Bewegung der Trägerrahmenbestandteile kann eine entsprechende Bewegung der Nutzlast erzeugen. Zum Beispiel kann die Trägerbetätigungsbaugruppe eine Drehung eines oder mehrerer Trägerrahmenbestandteile um eine oder mehrere Drehachsen (z. B. Rollachse, Nickachse oder Gierachse) veranlassen. Die Drehung des einen oder der mehreren Trägerrahmenbestandteile kann bewirken, dass sich eine Nutzlast um eine oder mehrere Drehachsen im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt dreht. Alternativ oder in Kombination kann die Trägerbetätigungsbaugruppe eine Verschiebung eines oder mehrerer Trägerrahmenbestandteile entlang einer oder mehrerer Verschiebungsachsen veranlassen und dadurch eine Verschiebung der Nutzlast entlang einer oder mehrerer entsprechender Achsen im Verhältnis zu dem beweglichen Objekt erzeugen.In some cases, the carrier may include a carrier frame assembly and a carrier actuating assembly. The carrier frame assembly may provide structural support for the payload. The support frame assembly may include individual support frame components, some of which may be movable relative to each other. The carrier actuating assembly may include one or more actuators (eg, motors) that cause movement of the individual carrier frame components. The actuators may allow the movement of multiple support frame components simultaneously, or may be configured to facilitate movement of a single support frame component, respectively. The movement of the support frame components can create a corresponding movement of the payload. For example, the carrier actuating assembly may cause rotation of one or more carrier frame components about one or more axes of rotation (eg, roll axis, pitch axis, yaw axis). The rotation of the one or more support frame components may cause a payload to rotate about one or more axes of rotation relative to the movable object. Alternatively or in combination, the carrier actuating assembly may cause a displacement of one or more carrier frame components along one or more displacement axes and thereby generate a displacement of the payload along one or more corresponding axes relative to the movable object.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Bewegung des beweglichen Objekts, des Trägers und der Nutzlast im Verhältnis zu einem fixierten Bezugsrahmen (z. B. dem umgebenden Umfeld) und/oder zueinander durch ein Endgerät gesteuert werden. Das Endgerät kann ein Fernsteuergerät an einem von dem beweglichen Objekt, dem Träger und/oder der Nutzlast entfernten Ort sein. Das Endgerät kann auf einer Stützplattform angeordnet oder an derselben befestigt sein. Alternativ kann das Endgerät ein in der Hand gehaltenes oder tragbares Gerät sein. Zum Beispiel kann das Endgerät ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop, einen Rechner, eine Brille, Handschuhe, einen Helm, ein Mikrofon oder geeignete Kombinationen derselben einschließen. Das Endgerät kann eine Anwenderschnittstelle, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, einen Joystick, einen Berührungsbildschirm oder eine Anzeige, einschließen. Es kann eine beliebige geeignete Anwendereingabe verwendet werden, um mit dem Endgerät in Wechselwirkung zu treten, wie beispielsweise manuell eingegebene Befehle, Sprachsteuerung, Gestensteuerung oder Positionssteuerung (z. B. über eine Bewegung, Position oder Neigung des Endgeräts).In some embodiments, the movement of the moving object, the carrier, and the payload may be controlled by a terminal relative to a fixed frame of reference (e.g., the surrounding environment) and / or one another. The terminal may be a remote control device at a location remote from the moving object, the carrier and / or the payload. The terminal may be mounted on or secured to a support platform. Alternatively, the terminal may be a hand-held or portable device. For example, the terminal may include a smartphone, a tablet, a laptop, a calculator, glasses, gloves, a helmet, a microphone, or any suitable combination thereof. The terminal may include a user interface such as a keyboard, a mouse, a joystick, a touch screen, or a display. Any suitable user input may be used to interact with the terminal, such as manually entered commands, voice control, gesture control, or position control (eg, about movement, position, or tilt of the terminal).
Das Endgerät kann dazu verwendet werden, einen beliebigen Zustand des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast zu steuern. Zum Beispiel kann das Endgerät dazu verwendet werden, die Position und/oder Ausrichtung des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast im Verhältnis zu einem fixierten Bezugsrahmen und/oder zueinander zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endgerät dazu verwendet werden, einzelne Elemente des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast, wie beispielsweise die Betätigungsbaugruppe des Trägers, einen Sensor der Nutzlast oder einen Sender der Nutzlast, zu steuern. Das Endgerät kann eine drahtlose Kommunikationseinrichtung einschließen, die dafür eingerichtet ist, mit einem oder mehreren von dem beweglichen Objekt, dem Träger oder der Nutzlast zu kommunizieren.The terminal may be used to control any state of the moving object, the carrier and / or the payload. For example, the terminal may be used to control the position and / or orientation of the moving object, the carrier, and / or the payload in relation to a fixed frame of reference and / or to each other. In some embodiments, the terminal may be used to control individual elements of the moving object, the carrier, and / or the payload, such as the carrier's actuator assembly, a payload sensor, or a payload transmitter. The terminal may include a wireless communication device configured to communicate with one or more of the mobile object, the carrier, or the payload.
Das Endgerät kann eine geeignete Anzeige zum Betrachten von Informationen des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast einschließen. Zum Beispiel kann das Endgerät dafür konfiguriert sein, Informationen des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast in Bezug auf Position, Verschiebungsgeschwindigkeit, Verschiebungsbeschleunigung, Ausrichtung, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung oder beliebige geeignete Kombinationen derselben anzuzeigen. Bei einigen Ausführungsformen kann das Endgerät durch die Nutzlast bereitgestellte Informationen, wie beispielsweise durch eine funktionelle Nutzlast bereitgestellte Daten (z. B. durch eine Kamera oder eine andere Bildaufnahmeeinrichtung aufgezeichnete Bilder) anzeigen.The terminal may include an appropriate display for viewing information of the moving object, the carrier and / or the payload. For example, the terminal may be configured to display information of the moving object, the carrier, and / or the payload with respect to position, displacement speed, displacement acceleration, orientation, angular velocity, angular acceleration, or any suitable combination thereof. In some embodiments, the terminal may display information provided by the payload, such as data provided by a functional payload (eg, images recorded by a camera or other image capture device).
Wahlweise kann das gleiche Endgerät sowohl das bewegliche Objekt, den Träger und/oder die Nutzlast oder einen Zustand des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast steuern als auch Informationen von dem beweglichen Objekt, dem Träger und/oder der Nutzlast empfangen und/oder anzeigen. Zum Beispiel kann ein Endgerät die Position der Nutzlast im Verhältnis zu einer Umgebung steuern, während sie durch die Nutzlast aufgenommene Bilder oder Informationen über die Position der Nutzlast anzeigt. Alternativ können unterschiedliche Endgeräte für unterschiedliche Funktionen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein erstes Endgerät eine Bewegung oder einen Zustand des beweglichen Objekts, des Trägers und/oder der Nutzlast steuern, während ein zweites Endgerät Informationen von dem beweglichen Objekt, dem Träger und/oder der Nutzlast empfangen und/oder anzeigen kann. Zum Beispiel kann ein erstes Endgerät die Positionierung der Nutzlast im Verhältnis zu einer Umgebung steuern, während ein zweites Endgerät durch die Nutzlast aufgenommene Bilddaten anzeigt.Optionally, the same terminal may control both the moving object, the carrier and / or the payload or a state of the moving object, the carrier and / or the payload as well as receiving and / or displaying information from the moving object, the carrier, and / or the payload. For example, a terminal may control the position of the payload relative to an environment while displaying payload-picked images or payload position information. Alternatively, different terminals can be used for different functions. For example, a first terminal may control a movement or a state of the moving object, the carrier, and / or the payload, while a second terminal may receive and / or display information from the moving object, the carrier, and / or the payload. For example, a first terminal may control the positioning of the payload relative to an environment, while a second terminal may display image data picked up by the payload.
Verschiedene Kommunikationsmodi können zwischen einem beweglichen Objekt und einem integrierten Endgerät, das sowohl das bewegliche Objekt steuert als auch Daten empfängt, oder zwischen dem beweglichen Objekt und mehreren Endgeräten, die sowohl das bewegliche Objekt steuern als auch Daten empfangen, benutzt werden. Zum Beispiel können wenigstens zwei unterschiedliche Kommunikationsmodi zwischen dem beweglichen Objekt und dem Endgerät, das sowohl das bewegliche Objekt steuert als auch Daten empfängt, gebildet werden.Various communication modes may be used between a moving object and an integrated terminal that both controls the moving object and receives data, or between the moving object and a plurality of terminals that both control the moving object and receive data. For example, at least two different communication modes may be formed between the mobile object and the terminal that controls both the mobile object and receives data.
Die Antriebsmechanismen
Bei einigen Ausführungsformen können die Antriebsmechanismen
Das Sensorsystem
Das Kommunikationssystem
Bei einigen Ausführungsformen kann das Endgerät
Bei einigen Ausführungsformen kann das bewegliche Objekt
Das Sensormodul
Die Verarbeitungseinheit
Bei einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit
Die Verarbeitungseinheit
Die Bestandteile des Systems
Das Eingabemodul
Bei einigen Ausführungsformen können die Eingabemechanismen durch einen Anwender gehandhabt werden, um Steuerbefehle zum Steuern der Navigation des beweglichen Objekts einzugeben. Zum Beispiel kann der Anwender einen Drehknopf, Schalter oder einen ähnlichen Eingabemechanismus benutzen, um einen Flugmodus für das bewegliche Objekt, wie beispielsweise Autopilot oder Navigation nach einer vorbestimmten Navigationsbahn, einzugeben, Als ein anderes Beispiel kann der Anwender die Position, Lage, Ausrichtung oder einen anderen Aspekt des beweglichen Objekts durch das Neigen der Leitstation auf bestimmte Weisen steuern, was durch einen oder mehrere Trägheitssensoren erkannt und verwendet werden kann, um die entsprechenden Navigationsbefehle zu erzeugen. Als noch ein anderes Beispiel kann der Anwender den Eingabemechanismus dazu verwenden, einen Betriebsparameter (z. B. Zoom) der Nutzlast, eine Lage und/oder Position der Nutzlast (z. B. über den Träger) oder andere Aspekte eines beliebigen Objekts an Bord des beweglichen Objekts einzustellen.In some embodiments, the input mechanisms may be manipulated by a user to input control commands for controlling navigation of the moving object. For example, the user may use a knob, switch, or similar input mechanism to enter a flying mode for the moving object, such as autopilot or navigation following a predetermined navigation path. As another example, the user may select the position, attitude, orientation, or controlling other aspect of the moving object by tilting the control station in certain ways, which can be detected and used by one or more inertial sensors to generate the corresponding navigation commands. As yet another example, the user may use the input mechanism to provide an operating parameter (eg, zoom) of the payload, a location and / or position of the payload (eg, about the carrier), or other aspects of any object on board of the moving object.
Bei einigen Ausführungsformen können die Eingabemechanismen durch einen Anwender gehandhabt werden, um einzugeben. Zum Beispiel kann der Anwender einen Drehknopf, Schalter oder einen ähnlichen Eingabemechanismus benutzen, um den passenden Verfolgungsmodus, wie beispielsweise den manuellen Verfolgungsmodus oder den automatischen Verfolgungsmodus, zu wählen. Der Anwender kann die Eingabemechanismen ebenfalls dazu verwenden, ein bestimmtes zu verfolgendes Ziel auszuwählen, Zielartinformationen oder andere ähnliche Informationen zu spezifizieren. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Eingabemodul durch mehr als eine Einrichtung umgesetzt sein. Zum Beispiel kann das Eingabemodul durch eine standardmäßige Fernsteuerung mit Joystick(s) umgesetzt sein, die wirksam mit einem Mobilgerät (z. B. einem Smartphone) gekoppelt ist, das geeignete mobile Anwendungssoftware (eine „App”) laufen lässt, die Steueranweisungen für das bewegliche Objekt erzeugen kann. Die App kann dafür konfiguriert sein, Eingaben von einem Anwender zu erhalten.In some embodiments, the input mechanisms may be manipulated by a user to enter. For example, the user may use a knob, switch, or similar input mechanism to select the appropriate tracking mode, such as the manual tracking mode or the automatic tracking mode. The user may also use the input mechanisms to select a particular target to track, specify target type information, or other similar information. In various embodiments, the input module may be implemented by more than one device. For example, the input module may be implemented by a standard remote control with joystick (s) operatively coupled to a mobile device (eg, a smartphone) that runs suitable mobile application software (an "app"), the control instructions for the can generate a moving object. The app may be configured to receive input from a user.
Die Verarbeitungseinheit
Bei einigen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul
Das Kommunikationsmodul
Die Verfolgungsverfahren und -systeme, wie hierin beschrieben, können eine Vielzahl von Anwendungen haben. Zum Beispiel illustriert
Die Zielinformationen können durch (einen) Prozessor(en) an Bord des UAV
Bei einigen Ausführungsformen können die während der Verfolgung aufgenommenen Bilder von der Bildgebungseinrichtung oder dem UAV zu Anzeige-, Wiedergabe-, Speicherungs-, Bearbeitungs- oder anderen Zwecken zurück zu der Leitstation oder anderen geeigneten Einrichtungen übermittelt werden. Eine solche Übermittlung kann in Echtzeit oder im Wesentlichen in Echtzeit erfolgen, wenn die Bilder durch die Bildgebungseinrichtung aufgenommen werden. Alternativ kann es eine wesentliche Verzögerung zwischen der Aufnahme und der Übermittlung der Bilder geben. Bei einigen Ausführungsformen werden die Bilder in einem Speicher an Bord des UAV gespeichert, ohne irgendwohin übermittelt zu werden. Der Anwender kann solche Bilder in Echtzeit betrachten und die Zielinformationen oder andere Aspekte des UAV oder eines Bestandteils desselben einstellen, falls notwendig. Die eingestellten Zielinformationen können dem UAV, wie oben erörtert, bereitgestellt werden, und der sich wiederholende Vorgang kann sich fortsetzen, bis die gewünschten Bilder erhalten werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Bilder für ein späteres Betrachten oder Wiedergeben gespeichert werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Bilder von dem UAV, der Bildgebungseinrichtung und/oder der Leitstation an einen entfernten Server übermittelt werden. Zum Beispiel können die Bilder auf einer sozialen Netzplattform, wie beispielsweise Facebook oder Twitter, geteilt werden.In some embodiments, images captured during tracking may be transmitted back to the control station or other suitable device by the imaging device or UAV for display, playback, storage, processing, or other purposes. Such transmission may occur in real time or substantially in real time as the images are captured by the imaging device. Alternatively, there may be a significant delay between taking and transmitting the images. In some embodiments, the images are stored in memory onboard the UAV without being communicated anywhere. The user can view such images in real time and adjust the target information or other aspects of the UAV or a component thereof, if necessary. The set destination information may be provided to the UAV, as discussed above, and the repeating process may continue until the desired images are obtained. In some embodiments, the images may be stored for later viewing or playback. In some embodiments, the images may be communicated from the UAV, the imager, and / or the control station to a remote server. For example, the images may be shared on a social network platform, such as Facebook or Twitter.
Während hierin bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, wird es für die Personen vom Fach offensichtlich sein, dass solche Ausführungsformen nur als Beispiel bereitgestellt werden. Den Personen vom Fach werden nun zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen einfallen, ohne von der Erfindung abzuweichen. Es sollte sich verstehen, dass verschiedene Alternativen zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beim Praktizieren der Erfindung eingesetzt werden können. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche den Rahmen der Erfindung definieren und dass Verfahren und Strukturen innerhalb des Rahmens dieser Ansprüche und deren Äquivalente dadurch abgedeckt werden.While preferred embodiments of the present invention have been shown and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that such embodiments are provided by way of example only. Individuals of the art will now come to numerous variations, changes and substitutions without departing from the invention. It should be understood that various alternatives to the embodiments of the invention described herein may be employed in practicing the invention. It is intended that the following claims define the scope of the invention and that methods and structures within the scope of these claims and their equivalents be covered thereby.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202014011010.7U DE202014011010U1 (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Target tracking systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202014011010.7U DE202014011010U1 (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Target tracking systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202014011010U1 true DE202014011010U1 (en) | 2017-05-31 |
Family
ID=59069275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202014011010.7U Expired - Lifetime DE202014011010U1 (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Target tracking systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202014011010U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112639652A (en) * | 2020-05-07 | 2021-04-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Target tracking method and device, movable platform and imaging platform |
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2014
- 2014-07-30 DE DE202014011010.7U patent/DE202014011010U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112639652A (en) * | 2020-05-07 | 2021-04-09 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Target tracking method and device, movable platform and imaging platform |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R071 | Expiry of right |