4米 距离时的光斑直径约为20厘米大小，当然也可以使用任意恰当的激光器，根据实际需要激 光束也可以调整在4米以内或者大于4米。
[0035] 图3是根据本发明的自动定位装置的工作流程图，如图3中所示，工作流程如下：
[0036] 步骤310,三个广角图像采集单元111、112和113同步采集一帧图像，采用自动方 式（如SIFT特征点或者Harris角点自动提取）或者手动方式选择相邻图像中N对特征点， N越大越好，本实施例中N为20,并将特征点数据发送到控制处理单元。
[0037] 步骤320,控制处理单元根据球面映射模型，根据公式1至4将原始图像中特征点 的原始坐标（xSTC,yslx)映射为三维坐标（xb,yb,zb)，其中R是球面半径，本实施例中R为4 米。
[0041]zb=R*cosQ4
[0042] 步骤320,控制处理单元根据公式5计算获取全景坐标（xKb,yKb,zKb)所需的偏航 角、俯仰角和滚转角，假设3幅原始图像进行变换的偏航角、俯仰角和滚转角分别为0 n、 、①n(n= 1，2,3);
[0044] 为了计算偏航角、俯仰角和滚转角分别为0n、Wn、〇n(n= 1，2, 3)，需要对变换后 的特征点对的球面坐标差值的平方和函数进行非线性最优化求解，把公式5的三个角度作 为参数带入到公式6，采用1^￥6油6找-]\&〇^皿1(1算法可求得011、_11 /11、(1)11(11=1，2,3)，其中 i的范围是1至N，本实施例中N为20 ;
[0046] 控制处理单元将0n、Wn、〇n(n=1，2, 3)代入公式5即可获得全景坐标。
[0047] 步骤330,控制处理单元记录水平转台130和垂直转台140初始状态下激光模组单 元150发射的激光光斑圆心落在广角图像采集单元111、112和113采集的原始图像上的坐 标（xfC1，yf(1)，根据所采集图像对应的广角图像采集单元的偏航角、俯仰角和滚转角，利用公 式5计算出激光光斑圆心的全景坐标（xKbcl,yKM,zKM)。
[0048] 步骤340,控制处理单元根据直角坐标系和球面坐标系的转换公式7至9,将全景 坐标转为球面坐标，并获得初始状态下激光模组单元150发射的激光光斑的圆心在球面坐 标系中的初始坐标(/，呌,外）。
[0051] ? =arccos(z/r) 9
[0052] 步骤350,广角图像采集单元111、112和113采集图像，并将采集的图像传输至控 制处理单元，控制处理单元对接收的图像进行运动检测得到运动检测结果。
[0053] 步骤360,控制处理单元根据运动检测结果，判断水平360度范围内是否存在移动 的物体，如果存在移动的物体，则进入步骤370,否则返回步骤350。
[0054] 步骤370,控制处理单元获得移动的物体的目标坐标（Xfl，yfl)，根据公式1-9获得 目标坐标的球面坐标(r，岣，灼），将水平转台旋转厂^。)，并将垂直转台旋转(灼-灼），即 可将激光模组单元150瞄准移动的物体，并持续照射一段时间，比如5秒，激光模组单元150 回复到初始位置，然后返回步骤350。当然激光模组单元150也可以不回复到初始位置，而 是从现在的位置直接移动到下一个目标坐标的球面坐标处。
[0055] 至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不 脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换、添加和组合等。因此， 本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
【主权项】
1. 一种自动定位装置，其特征在于，包括： 广角图像采集单元，用于采集图像数据； 底座，用于固定所述广角图像采集单元； 水平转台，安装在所述底座上并可W水平转动； 垂直转台，安装在所述水平转台上并可W垂直转动； 激光模组单元，安装在所述垂直转台上并用于发射激光； 控制处理单元，用于初始化参数，并接收所述广角图像采集单元采集的图像数据，对 所述图像数据进行运动检测，并根据所述运动检测的结果控制所述水平转台和所述垂直转 台。2. 根据权利要求1所述的自动定位装置，其特征在于，所述广角图像采集单元为广角 摄像机。3. 根据权利要求1所述的自动定位装置，其特征在于，所述水平转台和所述垂直转台 通过杯式轴承活动连接。4. 根据权利要求1所述的自动定位装置，其特征在于，所述广角图像采集单元的轴线 与所述底座的切平面垂直。5. 根据权利要求1所述的自动定位装置，其特征在于，所述控制处理单元初始化参数 进一步包括： 所述控制单元从所述广角图像采集单元接收包含特征点的图像数据，利用所述特征点 的原始坐标心。），通过，和 Zb=R*COS0计算得到S维坐标^6,76,26)，其中1?是预设的球面半径，然后利用全景坐标 (又陆，7陆，2抓）的计算公式、W及Levenberg-Mar quard算法，计算得到每个广角图像采集单元的偏航角0。、俯仰角W。和滚转角0。，其中N是特征点的数量，n的范围从1至L，L为广角图像采集单元的数量。6. 根据权利要求5所述的自动定位装置，其特征在于，所述控制处理单元接收所述广 角图像采集单元采集的图像数据，对所述图像数据进行运动检测，并根据所述运动检测的 结果控制所述水平转台和所述垂直转台，进一步包括： 当检测到移动物体时，利用广角图像采集单元的偏航角0。、俯仰角W。和滚转角〇。， 和立维坐标计算公式Zb=R*cos日，全景坐标计算公式W及直 角坐标到球面坐标的转换公式r=-sjx- +V" +z-、(9=arctan(.v: /JC)、《 =arccos(z/r)，获得 所述激光模组单元的激光圆斑球面坐标和所述移动物体的球面坐标，并控制所述水平转台 和垂直转台使所述激光模组单元的激光圆斑移动到所述移动物体的球面坐标。7. -种自动定位方法，用于包括广角图像采集单元、底座、水平转台、垂直转台、激光模 组单元、控制处理单元的自动定位装置，其特征在于，所述方法包括： 图像采集步骤，所述广角图像采集单元采集图像数据，并将所述图像数据发送到所述 控制处理单元； 运动检测步骤，所述控制处理单元对所述图像数据进行运动检测，当检测到移动物体 时，计算所述激光模组单元的激光圆斑球面坐标和所述移动物体的球面坐标，并控制所述 水平转台和垂直转台使所述激光模组单元的激光圆斑移动到所述移动物体的球面坐标。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括；初始化步骤，所述 控制单元从所述广角图像采集单元接收包含特征点的图像数据，利用所述特征点的原始 坐标（X,rc，Ysrc)，通过和Zb =R*COS0计算得到S维坐标（Xb，yb，Zb)，其中R是预设的球面半径，然后利用全景坐标W及Levenberg-Mar quard算法，计算得到每个广角图像采集单元的偏航角0。、俯仰角W。和滚转角0。，其中N是特征点的数量，n的范围从1至L，L为广角图像采集单元的数量。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述运动检测步骤进一步包括；当检测到 移动物体时，利用广角图像采集单元的偏航角0。、俯仰角W。和滚转角0。，和S维坐标计 算公式全景 坐标计算公式W及直 角坐标到球面坐标的转换公式、^ =arctan(_v/ ,1-)、《 =arccos(z/r)，获得 所述激光模组单元的激光圆斑球面坐标和所述移动物体的球面坐标，并控制所述水平转台 和垂直转台使所述激光模组单元的激光圆斑移动到所述移动物体的球面坐标。
【专利摘要】本发明提供了一种自动定位装置，包括：广角图像采集单元，用于采集图像数据；底座，用于固定所述广角图像采集单元；水平转台，安装在所述底座上并可以水平转动；垂直转台，安装在所述水平转台上并可以垂直转动；激光模组单元，安装在所述垂直转台上并用于发射激光；控制处理单元，用于初始化参数，并接收所述广角图像采集单元采集的图像数据，对所述图像数据进行运动检测，并根据所述运动检测的结果控制所述水平转台和所述垂直转台。通过使用本发明的自动定位装置，可以快速地确定空中移动物体的坐标，并控制激光模组自动定位到移动物体的坐标，实现大范围、高效、准确的驱鸟效果。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN104932542
【申请号】CN201510255749
【发明人】李建
【申请人】李建, 刘昱
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月19日