[发明专利]一种基于射频和双目视觉的目标定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及目标定位领域，尤其涉及一种基于射频和双目视觉的目标精确定位的系统及方法。

背景技术

目前现有的导航和目标跟踪方法主要是基于人工实时控制的方法或者基于GPS的方法进行目标跟踪或导航，这些导航、定位和跟踪方法的精度较低，而且在没有GPS信号的情况下，如在建筑物密集区或室内等，这些方法将很难发挥有效的作用。针对上述情况，基于单目视觉的导航和目标跟踪方法应运而生，这种方法主要是通过设置一个摄像头摄取视频，然后对视频进行处理以达到不同任务的需求目的。然而，单目视觉缺乏目标的空间深度信息，其导航、定位和跟踪的精度难以保证。双目视觉则可以很准确的确定出目标的空间位置，但是双目的计算量较大，难以满足实时性的要求。因此，需要开发能够兼顾实时性和精确性的定位技术，以提高导航和目标跟踪的准确性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种目标定位系统，包括目标粗定位模块和目标精确定位模块；其中，所述目标粗定位模块具有信号发生单元和信号接收单元；所述目标粗定位模块根据所述信号发生单元和所述信号接收单元的发送和接收有关信号的时间获取有关信号在空中的传输时间，并基于所述传输时间来确定目标的搜索范围；所述目标精确定位模块根据所述目标的搜索范围确定目标的精确位置坐标。

优选地，所述信号发生单元能够向所述信号接收单元发射询问信号，并接收来自所述信号接收单元的第一响应信号；所述信号接收单元能够从所述信号发生单元接收所述询问信号，并基于所接收到的所述询问信号向所述信号发生单元发送所述第一响应信号；所述目标粗定位模块能够记录所述信号发生单元发射所述询问信号的第一时间和收到所述信号接收单元的所述第一响应信号的第二时间以及所述信号接收单元接收到所述询问信号的第三时间和所述信号接收单元发出所述第一响应信号的第四时间；其中，所述目标粗定位模块通过将所述第二时间和所述第一时间的差值减去所述第四时间和所述第三时间的差值获取第一传输时间，并基于所述第一传输时间获取所述信号发生单元与所述目标之间的第一距离，基于所获取的所述第一距离来确定所述目标的搜索范围。

优选地，所述信号发生单元还能够向所述信号接收单元发送第二响应信号；所述信号接收单元还能够从所述信号发生单元接收所述第二响应信号；所述目标粗定位模块还能够记录所述信号发生单元发送所述第二响应信号的第五时间，以及所述信号接收单元接收到所述第二响应信号的第六时间；其中，所述目标粗定位模块还通过将所述第六时间和所述第四时间的差值减去所述第五时间和所述第二时间的差值获取第二传输时间，并基于所述第二传输时间获取所述信号发生单元与所述目标之间的第二距离，将所述第一距离和所述第二距离相加后除以2，以获取所述信号发生单元距离所述目标的平均距离，基于所述平均距离来确定所述目标的搜索范围。

优选地，所述信号发生单元具有第一计时单元，所述第一计时单元能够记录所述第一时间、所述第二时间和所述第五时间；所述信号接收单元具有第二计时单元，所述第二计时单元能够记录所述第三时间、所述第四时间和所述第六时间。

优选地，所述目标精确定位模块包括双目摄像机和视频处理单元；所述双目摄像机包括第一摄像头和第二摄像头，能够从不同方位和视角在所述目标的搜索范围内拍摄图片；所述视频处理单元能够对所述图片进行处理，获取目标的精确位置坐标。

优选地，所述视频处理单元根据所述目标的搜索范围控制所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄含有目标的图片。

优选地，所述视频处理单元利用所述含有目标的图片通过三角关系获取目标在所述第一摄像头和所述第二摄像头为参考的坐标系中其中之一的三维坐标。

优选地，所述目标精确定位模块还包括位移传感器，所述位移传感器能够获取摄像头坐标系和所述目标定位系统所在的飞行装置的坐标系之间的空间转换矩阵。

优选地，所述视频处理单元能够利用所述空间转换矩阵，将目标在所述摄像头坐标系中的三维坐标转换成目标在所述飞行装置的坐标系中的三维坐标。

优选地，所述信号发射单元设置在所述飞行装置上，所述信号接收单元设置在所述目标上。

本发明的另一发明提供了一种目标定位方法，包括：目标粗定位步骤，根据发送和接收有关信号的时间获取有关信号在空中的传输时间，并基于所述传输时间来确定目标的搜索范围；目标精确定位步骤，根据所述目标的搜索范围确定目标的精确位置坐标。