[發明專利]一種光流與激光結合的跟蹤測距方法

在審

• 申請號: 201910061330.4
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109696689A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 李天松;張浩強;陳名松;高翔;劉慶華;周曉燕;楊溢凡
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光流與激光結合的跟蹤測距方法，其包括：光流檢測單元，位移解算單元，角度變換單元，激光測距單元，光流檢測單元與激光測距單元方向相同且相互鎖定，先用光流檢測單元對跟蹤目標進行焦點鎖定，同時激光測距單元指向目標，進行激光測距，跟蹤目標產生位移，同時產生光流信號，光流檢測單元檢測光流信號，再由位移解算單元對光流信號進行位移方向解算，然后角度變換單元變換角度，帶動光流檢測單元保持焦點鎖定跟蹤目標，同時激光測距單元也保持指向跟蹤目標進行測距。本發明將光流跟蹤與激光測距進行結合，實現了二維與單點結合對目標的跟蹤測距。

技術領域：

本發明涉及跟蹤測距領域，特別涉及了一種光流與激光結合的跟蹤測距方法。

背景技術：

對移動目標的持續跟蹤測距，傳統主流的方式為使用激光跟蹤儀。激光跟蹤儀通過發射器發出激光，再由接收器接收反射回來的激光，對物體進行測距，當物體位置變化，激光反射的方向就發生變化，從而調整發射器的方向來跟蹤移動物體，這種方式可以實現對物體較為準確的跟蹤定位。但是，激光跟蹤儀是極為精密的儀器，對其測量進度的影響因素非常多。激光跟蹤儀除了激光發射器，還需要在目標物體上設有反射靶鏡，反射靶鏡的姿態或者其他因素的變化極容易對跟蹤測距產生較大影響，而且對于難以設置靶鏡的目標，這種方式很難正常使用。

另外一種可以跟蹤測距的方式為激光點云技術，對所探測的環境進行整體的深度探測，這樣只要目標在探測范圍之內移動，就可以持續檢測其距離。但是這種方式是對整個環境進行深度探測，TOF數據處理的量和難度是很大的問題，而且容易受自然光、反射光等的干擾。

光流是三維環境在二維平面的投影，物體的移動會在鏡頭所拍攝的畫面中產生光流。光流技術主要被用來檢測物體的移動，因此用光流來做對物體的跟蹤，是很適用的方法

綜上所述，設計一種跟蹤機制抗干擾能力較強，數據處理的量和難度適中，方便使用且測量可靠的跟蹤測距儀是非常有必要的。

發明內容：

本發明的目的是解決上有背景技術提出不足，提供一種光流與激光結合的跟蹤測距方法。

一種光流與激光結合的跟蹤測距方法，包括光流檢測單元，位移解算單元，角度變換單元，激光測距單元，光流檢測單元與激光測距單元方向一致且相互鎖定，光流檢測單元對要跟蹤的目標進行焦點鎖定，同時激光測距單元指向跟蹤目標進行測距，目標發生位移，產生光流數據，光流檢測單元檢測光流數據，由位移解算單元判斷位移的方向，然后產生角度變換信息，再由角度變換單元變換角度，帶動光流檢測單元與激光測距單元保持鎖定移動目標，對目標進行跟蹤測距。

所述光流檢測單元與激光測距單元方向一致且相互鎖定，光流檢測模塊與激光測距模塊是剛性連接的，且光流檢測鏡頭的中軸線與激光光路是平行的，激光指向就是光流檢測鏡頭的指向。

所述對要跟蹤的目標進行焦點鎖定，光流檢測模塊對跟蹤目標所處環境進行成像，并且將要跟蹤目標的成像置于所成像畫面的中心，所述帶動光流檢測單元與激光測距單元保持鎖定移動目標，目標發生位移，角度變換單元會根據位移解算單元得出的位移數據進行變換角度，保持跟蹤目標的成像始終在光流檢測鏡頭所拍攝畫面的中心位置，保持激光測距模塊始終指向目標。

所述角度變換單元，是一個兩軸的角度變換裝置，在水平和垂直方向各設有一個360°舵機，兩個舵機相互配合進行半球的角度變換，角度變換單元與光流檢測單元、激光測距單元剛性連接，帶動光光流檢測單元與激光測距單元的方向保持鎖定跟蹤目標。

本發明的優點和積極效果：

本發明用光流的方式來對物體進行跟蹤，并將單點測距模塊與光流模塊精確一致指向并且剛性連接，用角度變換單元帶動光流測量單元與激光測距單元一起跟蹤移動目標，進行對目標的跟蹤測距。這種方式避免了在跟蹤目標上設置反射靶鏡，減少了反射靶鏡因素的影響，此外，處理二維數據與單點數據，數據的處理量和難度相對于三維數據有效降低，且保留了激光檢測距離的精度優勢。