本發(fā)明涉及無人飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法，還涉及一種基于該跟蹤拍攝方法的跟蹤拍攝裝置和跟蹤拍攝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。民用無人機(jī)目前應(yīng)用在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域。

無人機(jī)根據(jù)不同的應(yīng)用搭載不同的跟蹤捕捉器，以航拍為例，無人機(jī)搭載攝像頭，用于航空拍攝?，F(xiàn)有無人機(jī)的跟蹤拍攝方法是根據(jù)使用者平面內(nèi)的運(yùn)動軌跡進(jìn)行跟蹤拍攝，但是，當(dāng)使用者有高度變化時，無人機(jī)就會出現(xiàn)無法捕捉使用者的運(yùn)動軌跡的問題，即使用者不在拍攝視角內(nèi)，需要人工重新調(diào)整拍攝俯仰角度或無人機(jī)飛行高度，對跟蹤拍攝活動區(qū)域有很大限制，非常不方便。同樣的問題存在于其它應(yīng)用中，目標(biāo)的跟蹤捕捉受到活動區(qū)域的限制，不能方便地跟蹤捕捉目標(biāo)。

綜上所述，如何使無人機(jī)的目標(biāo)跟蹤捕捉不受目標(biāo)的活動區(qū)域限制，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法，以使無人機(jī)不受目標(biāo)的活動區(qū)域限制，方便跟蹤拍攝對象。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種基于該跟蹤拍攝方法的跟蹤拍攝裝置和跟蹤拍攝系統(tǒng)，方便無人機(jī)跟蹤拍攝對象。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法，包括：

獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值，以初始時刻的所述三維位置坐標(biāo)差值作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值滿足所述拍攝對象位于所述無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件；

獲取當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)；

根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)、所述三維位置坐標(biāo)差值和所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，調(diào)整當(dāng)前時刻所述無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)以及所述攝像頭的拍攝俯仰角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值包括目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值和目標(biāo)高度差值；

所述根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)和所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，調(diào)整當(dāng)前時刻所述無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)以及所述攝像頭的拍攝角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)包括：

根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)，調(diào)整所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)與所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)的差值等于所述目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值；

根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的高度，調(diào)整所述無人機(jī)的高度和所述攝像頭的拍攝角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的高度，調(diào)整所述無人機(jī)的高度和所述攝像頭的拍攝角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)包括：

根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的高度，調(diào)整所述無人機(jī)的高度，使調(diào)整后的無人機(jī)的高度與所述拍攝對象的高度的差值等于所述目標(biāo)高度差值，并保持所述攝像頭的拍攝角度不變，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的高度，調(diào)整所述無人機(jī)的高度和所述攝像頭的拍攝角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)包括：

保持所述無人機(jī)的高度始終不變，調(diào)整所述攝像頭的拍攝角度，使拍攝對象與所述攝像頭的拍攝視角的上下邊界之間的距離保持不變，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值包括：

獲取所述無人機(jī)的高度和所述拍攝對象的高度；

根據(jù)所述無人機(jī)的高度和所述拍攝對象的高度，得到所述無人機(jī)和所述拍攝對象之間的高度差值；

獲取所述無人機(jī)和所述拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值，所述目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值和所述高度差值組成所述三維位置坐標(biāo)差值。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述獲取所述無人機(jī)的高度和所述拍攝對象的高度包括：

根據(jù)所述無人機(jī)所在位置的氣壓值，得到所述無人機(jī)的高度；

根據(jù)所述拍攝對象所在位置的氣壓值，得到所述拍攝對象的高度。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，所述獲取所述無人機(jī)和所述拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值包括：

通過GPS定位獲取所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)；

通過GPS定位獲取所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)；

根據(jù)所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)和所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)，得到所述平面二維位置坐標(biāo)差值。

本發(fā)明還提供了一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝裝置，包括：

第一獲取單元，用于獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值，以初始時刻的三維位置坐標(biāo)差值作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值滿足所述拍攝對象位于所述無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件；

第二獲取單元，用于獲取當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)；

控制單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)和所述三維位置坐標(biāo)差值以及所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，調(diào)整當(dāng)前時刻所述無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)以及所述攝像頭的拍攝俯仰角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝裝置中，所述控制單元包括：

二維坐標(biāo)控制單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)，調(diào)整所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)與所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)的差值等于所述目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值；

高度和拍攝角度控制單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的高度，調(diào)整所述無人機(jī)的高度，使調(diào)整后的無人機(jī)的高度與所述拍攝對象的高度的差值等于所述目標(biāo)高度差值，并保持所述攝像頭的拍攝角度不變，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

優(yōu)選的，在上述的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝裝置中，所述控制單元包括：

二維坐標(biāo)控制單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)，調(diào)整所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)與所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)的差值等于所述目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值；

高度和拍攝角度控制單元，用于保持所述無人機(jī)的高度始終不變，調(diào)整所述攝像頭的拍攝角度，使拍攝對象與所述攝像頭的拍攝視角的上下邊界之間的距離保持不變，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種無人機(jī)的跟蹤拍攝系統(tǒng)，包括無人機(jī)和遙控器，所述無人機(jī)上設(shè)置有攝像頭，還包括：

設(shè)置在所述無人機(jī)上的第一氣壓計模塊，用于檢測所述無人機(jī)所在位置的氣壓值，定位所述無人機(jī)的高度；

設(shè)置在所述遙控器上的第二氣壓計模塊，用于檢測拍攝對象所在位置的氣壓值，定位所述拍攝對象的高度；

設(shè)置在所述無人機(jī)上的第一GPS定位模塊，用于定位所述無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)；

設(shè)置在所述遙控器上的第二GPS定位模塊，用于定位所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)；

跟蹤拍攝控制器，與所述第一氣壓計模塊、所述第二氣壓計模塊、所述第一GPS定位模塊和所述第二GPS定位模塊均連接，用于根據(jù)所述無人機(jī)的高度和平面二維位置坐標(biāo)以及所述拍攝對象的高度和平面二維位置坐標(biāo)計算得到無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值，以初始時刻的三維位置坐標(biāo)差值作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值滿足所述拍攝對象位于所述無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件；獲取當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)；根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)和所述三維位置坐標(biāo)差值以及所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，調(diào)整當(dāng)前時刻所述無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)以及所述攝像頭的拍攝角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法中，獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值為，在所述拍攝對象位于所述無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的情況下確定的；獲取當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)；根據(jù)當(dāng)前時刻所述拍攝對象的三維位置坐標(biāo)和所述目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，調(diào)整當(dāng)前時刻所述無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)以及所述攝像頭的拍攝俯仰角度，以使所述拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。本發(fā)明中的跟蹤拍攝方法考慮拍攝對象和無人機(jī)之間的三維相對位置關(guān)系，根據(jù)目標(biāo)的三維位置坐標(biāo)和三維位置坐標(biāo)差值調(diào)整無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)和無人機(jī)攝像頭的拍攝角度，從而使無人機(jī)對三維空間內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝，不受地域的限制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法的流程示圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法的步驟S130的具體流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法的步驟S130的另一具體流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法的場景示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法的場景示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供了一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法，能夠使無人機(jī)不受拍攝對象的活動區(qū)域限制，方便跟蹤拍攝對象。

本發(fā)明還提供了一種基于該跟蹤拍攝方法的跟蹤拍攝裝置和跟蹤拍攝系統(tǒng)，方便無人機(jī)跟蹤拍攝對象。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝方法，以下簡稱跟蹤拍攝方法，用于無人機(jī)對拍攝對象的跟蹤拍攝，包括以下步驟：

步驟S110、獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值，以初始時刻的三維位置坐標(biāo)差值作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，目標(biāo)三維坐標(biāo)差值是在跟蹤拍攝的初始時刻，事先調(diào)整好的無人機(jī)和拍攝對象之間的三維相對位置關(guān)系，該目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值滿足拍攝對象位于無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件。其中當(dāng)前時刻的無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)為用(x₁，y₁，z₁)表示，平面二維位置坐標(biāo)用(x₁，y₁)表示，高度為z₁；當(dāng)前時刻的拍攝對象的三維位置坐標(biāo)用(x₂，y₂，z₂)表示，平面二維位置坐標(biāo)用(x₂，y₂)表示，高度為z₂；當(dāng)前時刻的三維位置坐標(biāo)差值用(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)表示，目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值用(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)表示。

步驟S120、獲取當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)，包括二維平面位置坐標(biāo)(x₂，y₂)和高度z₂；

步驟S130、根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)以及步驟S110中的三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)和目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)，調(diào)整當(dāng)前時刻無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)以及攝像頭的拍攝角度θ，拍攝角度θ指的是攝像頭的軸線相對豎直方向和水平方向的角度，主要是調(diào)整俯仰角，以使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

由上可以看出，本發(fā)明中的跟蹤拍攝方法考慮拍攝對象和無人機(jī)之間的三維相對位置關(guān)系，根據(jù)拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)、三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)和目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)調(diào)整無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)和無人機(jī)攝像頭的拍攝角度θ，使拍攝對象始終位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)，從而使無人機(jī)對三維空間內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝，不受地域的限制。

本實(shí)施例對步驟S130進(jìn)一步優(yōu)化，其中，目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)包括目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)和目標(biāo)高度差值(z_1C-z_2C)，步驟S130具體包括：

步驟S131、根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)，調(diào)整無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)與拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)的差值等于目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)。即使無人機(jī)自拍攝初始時刻起與拍攝對象在平面二維坐標(biāo)系內(nèi)的相對位置關(guān)系一直保持定值，該定值就是目標(biāo)平面二維坐標(biāo)(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)。

步驟S132、根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的高度z₂，調(diào)整無人機(jī)的高度z₁和攝像頭的拍攝角度θ，以使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。將無人機(jī)的高度z₁和攝像頭的拍攝角度θ考慮進(jìn)來，以完成拍攝對象在三維空間內(nèi)的跟蹤拍攝，不受地域的限制。

更具體地，如圖2所示，本實(shí)施例對步驟S132進(jìn)行優(yōu)化，本實(shí)施例提供了一種具體的調(diào)整方式，拍攝開始時，在獲取了目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)和當(dāng)前時刻的拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)后，保持無人機(jī)和拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)等于目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)，并根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的高度z₂，調(diào)整無人機(jī)的高度z₁，使調(diào)整后的無人機(jī)的高度z₁與拍攝對象的高度z₂的差值等于目標(biāo)高度差值(z_1C-z_2C)，并保持?jǐn)z像頭的拍攝角度θ不變，即固定攝像頭的拍攝角度θ不變，無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置關(guān)系自初始拍攝時刻起一直保持定值，該定值即為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值，無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)隨拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)實(shí)時調(diào)整，從而使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

如圖3所示，本實(shí)施例對步驟S132進(jìn)行優(yōu)化，本實(shí)施例提供了另一種具體的調(diào)整方式，拍攝開始時，在獲取了目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)和當(dāng)前時刻的拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)后，保持無人機(jī)和拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)等于目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)，保持無人機(jī)的高度z₁始終不變，只調(diào)整攝像頭的拍攝角度θ，使拍攝對象與攝像頭的拍攝視角的上下邊界之間的距離保持不變，從而使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。攝像頭的當(dāng)前時刻的拍攝角度具體為，(y₁-y₂＝0)。其中，θ_t為攝像頭的實(shí)時拍攝角度，z_t為當(dāng)前時刻的拍攝對象的實(shí)時高度。

在本實(shí)施例中，對步驟S110進(jìn)行優(yōu)化，獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值具體包括以下步驟：

步驟S111、獲取當(dāng)前時刻無人機(jī)的高度z₁和拍攝對象的高度z₂；

步驟S112、根據(jù)當(dāng)前時刻無人機(jī)的高度z₁和拍攝對象的高度z₂，得到當(dāng)前時刻無人機(jī)和拍攝對象之間的高度差值(z₁-z₂)，并以初始時刻的高度差值(z₁-z₂)作為目標(biāo)高度差值(z_1C-z_2C)；

步驟S113、獲取當(dāng)前時刻無人機(jī)和拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)，并以初始時刻的平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)作為目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)，目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)和目標(biāo)高度差值(z_1C-z_2C)組成目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)。

本實(shí)施例提供了一種具體的定位高度的方法，獲取無人機(jī)的高度z₁和拍攝對象的高度z₂具體方式為：

根據(jù)無人機(jī)所在位置的氣壓值，得到無人機(jī)的高度z₁；

根據(jù)拍攝對象所在位置的氣壓值，得到拍攝對象的高度z₁。高度差值(z₁-z₂)可通過無人機(jī)和拍攝對象之間的氣壓值差得到。

當(dāng)然，高度定位的方式還可以是其它方式，如雷達(dá)定位等。

在本實(shí)施例中，獲取無人機(jī)和拍攝對象之間的平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)的方式為：

通過GPS定位獲取無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)；

通過GPS定位獲取初始時刻所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)；

根據(jù)無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)和拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)，得到平面二維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂)。

當(dāng)然，還可以通過其它方式進(jìn)行平面二維位置的定位，如北斗定位等。

以上的跟蹤拍攝方法應(yīng)用于無人機(jī)對地面行動目標(biāo)的跟蹤拍攝，如操控者使用無人機(jī)對帶有定位裝置的拍攝對象進(jìn)行航空跟蹤拍攝；或者操控者使用無人機(jī)對自己進(jìn)行高空自行跟蹤拍攝；或者對任何安裝有定位裝置的地面移動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝，如汽車、動物等。

基于以上的跟蹤拍攝方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于無人機(jī)的跟蹤拍攝裝置，包括第一獲取單元、第二獲取單元和控制單元。

其中，第一獲取單元用于獲取當(dāng)前時刻無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)，并以初始時刻的三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)，目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值滿足拍攝對象位于無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件。

第二獲取單元用于獲取當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)。

控制單元用于根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)和三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)以及目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)，調(diào)整當(dāng)前時刻無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)以及攝像頭的拍攝俯仰角度θ，以使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

該跟蹤拍攝裝置能夠使用無人機(jī)對三維空間內(nèi)的拍攝對象進(jìn)行跟蹤拍攝，不受地域限制，方便拍攝。

本實(shí)施例提供了一種具體的控制單元，該控制單元包括二維坐標(biāo)控制單元、高度和拍攝角度控制單元。其中，二維坐標(biāo)控制單元，用于根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)，調(diào)整無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)與所述拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)的差值等于所述目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)；

高度和拍攝角度控制單元用于根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的高度z₂，調(diào)整無人機(jī)的高度z₁，使調(diào)整后的無人機(jī)的高度z₁與拍攝對象的高度z₂的差值等于所述目標(biāo)高度差值(z_1C-z_2C)，并保持?jǐn)z像頭的拍攝角度θ不變，以使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

本實(shí)施例提供了第二種具體的控制單元，該控制單元包括二維坐標(biāo)控制單元、高度和拍攝角度控制單元。其中，二維坐標(biāo)控制單元用于根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)，調(diào)整無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)，以使調(diào)整后的無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)與拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)的差值等于目標(biāo)平面二維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C)；

高度和拍攝角度控制單元用于保持無人機(jī)的高度z₁始終不變，調(diào)整攝像頭的拍攝角度θ，使拍攝對象與攝像頭的拍攝視角的上下邊界之間的距離保持不變，以使拍攝對象位于所述攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

基于上述跟蹤拍攝方法，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無人機(jī)的跟蹤拍攝系統(tǒng)，包括無人機(jī)和遙控器，無人機(jī)上設(shè)置有攝像頭，跟蹤拍攝系統(tǒng)還包括第一氣壓計模塊、第二氣壓計模塊、第一GPS定位模塊、第二GPS定位模塊和跟蹤拍攝控制器。其中，第一氣壓計模塊設(shè)置在無人機(jī)上，用于檢測無人機(jī)所在位置的氣壓值，定位無人機(jī)的高度z₁。

第二氣壓計模塊設(shè)置在遙控器上，用于檢測拍攝對象所在位置的氣壓值，定位拍攝對象的高度z₂。

第一GPS定位模塊設(shè)置在無人機(jī)上，用于定位無人機(jī)的平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)。

第二GPS定位模塊設(shè)置在遙控器上，用于定位拍攝對象的平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)。

跟蹤拍攝控制器與第一氣壓計模塊、第二氣壓計模塊、第一GPS定位模塊和第二GPS定位模塊均連接，用于根據(jù)無人機(jī)的高度z₁和平面二維位置坐標(biāo)(x₁，y₁)以及拍攝對象的高度z₂和平面二維位置坐標(biāo)(x₂，y₂)計算得到無人機(jī)和拍攝對象之間的三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)，并將初始時刻的三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)作為目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)，目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)滿足拍攝對象位于無人機(jī)的攝像頭的拍攝視角內(nèi)的條件；獲取當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)；根據(jù)當(dāng)前時刻拍攝對象的三維位置坐標(biāo)(x₂，y₂，z₂)和三維位置坐標(biāo)差值(x₁-x₂，y₁-y₂，z₁-z₂)以及目標(biāo)三維位置坐標(biāo)差值(x_1C-x_2C，y_1C-y_2C，z_1C-z_2C)，調(diào)整當(dāng)前時刻無人機(jī)的三維位置坐標(biāo)(x₁，y₁，z₁)以及攝像頭的拍攝角度θ，以使拍攝對象位于攝像頭的拍攝視角內(nèi)。

跟蹤拍攝控制器可以設(shè)置在無人機(jī)、遙控器或其它第三方設(shè)備上，只要能夠?qū)崿F(xiàn)各個數(shù)據(jù)的傳遞即可。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。