具有网络连接瞄准镜以允许多个其他装置同时跟踪目标的车载装置的制作方法

具有网络连接瞄准镜以允许多个其他装置同时跟踪目标的车载装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年2月11日提交的美国专利申请16/272,733，现于2019年9月10日公布的美国专利10,408,573的优先权，本技术是2018年8月7日提交的美国专利申请16/057,247的部分延续，其全部公开内容通过引用合并于此。
3.本技术要求于2017年8月11日提交的美国专利申请62/544,124的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。


背景技术：

4.包括透镜以放大图像或在不放大的情况下简单地通过光的瞄准镜或光学观察器，也称为“瞄准镜”，是基于光学折射望远镜或其他光学观察装置的瞄准装置。它包括某种形式的图形图像图案(标线或十字准线)，安装在其光学系统中的光学适当位置上，以提供精确的瞄准点。望远镜瞄准镜用于需要精确瞄准的所有类型的系统，但最常见于枪支，特别是步枪上。望远镜瞄准镜可以包括集成的测距仪(通常是激光测距仪)，用于测量从观察者的瞄准装置到目标的距离。
5.罗盘是一种用于导航和定向的仪器，可显示相对于地理“基本方向”或“点”的方向。“罗盘玫瑰”图以罗盘上标记的缩写首字母表示北、南、东和西方向。使用罗盘时，玫瑰可以与相应的地理方向对齐，因此，例如玫瑰上的“n”标记实际上指向北方。除了玫瑰或有时代替玫瑰之外，罗盘上还可以显示以度为单位的角度标记。北对应零度，并且角度沿顺时针方向增加，因此东为90度，南为180，西为270。这些数字使罗盘可以显示方位角或方位，这通常在此符号中说明。
6.gps数据通常提供三维位置(纬度，经度和海拔高度(海拔))。例如，费城某个位置的示例gps如下：
7.纬度：39.90130859
8.经度：
‑
75.15197754
9.相对于海平面的海拔高度(海拔)：5m
10.已知的小型化gps装置包括用于提供gps定位数据的gps接收机和用于提供姿态数据的方向传感器。方向传感器可以从加速度计和地磁场传感器，或传感器的另一组合中获取其数据。适用于本发明的一种这样的小型化gps装置是可以从位于犹他州塞勒姆的惯性感应有限责任公司(inertial sense，llc)商购的装置。该装置的市场名称为“μins”和“μins
‑
2”。(“ins”是“惯性导航系统”的行业缩写。)μins”和μins
‑
2是gps辅助惯性导航系统(gps/ins)。gps/ins使用gps卫星信号来校正或校准惯性导航系统(ins)的解决方案。
11.适用于本发明的另一种已知的微型gps/ins是可以从位于得克萨斯州达拉斯的vectornav技术有限责任公司(vectornav technologies，llc)商购的装置。该装置的市场名称为“vn
‑
300”，是一种双天线gps/ins。vn
‑
300的双天线特征使其能够提供精确的罗盘数据。
12.网络技术在本领域中是众所周知的。网络中的每个装置通常被称为节点，并且可以使用包括集线器、分支和网格在内的各种网络拓扑将节点形成网络。在基于蜂窝的通信系统中，节点通过一个或多个基站通信，而这些基站又直接或间接地连接到移动交换中心(msc)。msc是根据行业标准互连的，行业标准使蜂窝网络中的节点能够与连接到不同基站的其他节点通信。有许多蜂窝标准，例如gsm、lte和cdma，并且蜂窝网络的共同特征是允许节点连接到互联网。
13.宽带卫星通信系统使用组成星座的一个或多个通信卫星。有许多商用卫星系统，包括由全球星公司(globalstar)、铱星公司(iridium)和国际海事卫星组织(inmarsat)运营的系统。像蜂窝网络一样，宽带卫星通信系统允许节点连接到互联网。用蜂窝术语来说，星座中的每个卫星都充当基站，并且系统中的节点连接到在可及范围内的卫星。卫星系统的优势之一是在偏远地区的覆盖范围有时更好。
14.无线局域网(wlan)技术允许节点建立网络。常见的wlan标准包括802.11a、b、g和n。802.11s是基于wifi的网状网络标准。蓝牙是用于连接网络中节点的另一种标准，并且蓝牙特殊兴趣小组最近已将网状网络功能添加到蓝牙le标准中。因此，通过各种标准，可以实现点对点，点对多点和网状wlan，所有这些都适用于本发明。
15.网状网络拓扑结构对移动装置具有显著的优势，特别是在蜂窝服务有限的偏远地区，因为每个节点都可以连接到多个其他节点，并且从网络中的任何节点到任何其他节点都不需要路径。网状网络的另一个优点是，只要网状网络中的任何一个节点都可以访问互联网，例如通过蜂窝或卫星连接，网状网络中的所有节点都可以访问。
16.适用于本发明的代表性的无线网状网络芯片组是rc17xx(hp)
tm
(tinymesh
tm rf收发器模块)，其可以从都位于挪威的radiocrafts as和tinymesh购得。该芯片组包含tinymesh应用程序，用于创建网状网络。用于本发明的理想的网状网络芯片组小，并且具有高功率和长距离，并且应该在无许可的频谱中操作。


技术实现要素：

17.在一个优选实施例中，提供了一个瞄准镜网络，包括一个或多个前导镜和一个或多个跟随镜，以允许各个瞄准镜的瞄准镜操作员跟踪相同的假定目标。前导镜定位目标，并将假定目标的目标位置数据传送到跟随镜。跟随镜使用目标位置数据及其自身的位置数据来电子生成指示符，用于提示跟随镜的操作员进行位置移动，以便将跟随镜从其当前目标位置重新定位，以移向从前导镜接收的目标位置数据定义的目标位置。
18.在另一优选实施例中，提供了一个瞄准镜网络，包括一个或多个前导镜和一个或多个跟随镜，以允许各个瞄准镜跟踪相同的假定目标。前导镜定位目标，并将假定目标的目标位置数据传送到所述跟随镜。所述跟随镜使用目标位置数据及其自身的位置数据来电子生成指示符，用于允许所述跟随镜进行位置移动，以便将所述跟随镜从其当前目标位置重新定位到由从所述前导镜接收到的目标位置数据定义的目标位置。至少第二瞄准镜安装或集成到车辆中，车辆使用目标位置数据移动到新位置，以便让所述第二瞄准镜更好地观察目标。
附图说明
19.当结合附图阅读时，将更好地理解本发明的优选实施例的前述概述以及以下详细描述。为了说明本发明，附图示出了当前的优选实施例。然而，本发明不限于所示的精确布置和手段。在附图中：
20.图1a、1b、2和3是根据本发明优选实施例的系统组件的示意图。
21.图4a
‑
4c是根据本发明的优选实施例的光学瞄准镜。
22.图5示出了根据本发明的一个优选实施例的可以显示在瞄准镜显示器上的示例预设列表。
23.图6
‑
8示出了根据本发明的优选实施例的流程图。
24.图9a是具有多个瞄准镜的监视环境的示意图，其中一些瞄准镜是基于车辆的。
25.图9b是在图9a的监视环境中具有基于车辆的装置的车辆示意图。
26.图10是根据本发明的另一优选实施例的流程图。
27.图11a
‑
11d示出了根据本发明优选实施例的具有多个瞄准镜和假定目标的监视环境。
28.图12a和12b是根据本发明的优选实施例的用于瞄准镜移动的操作员辅助和全自动实施例的示意图。
具体实施方式
29.本文使用某些术语仅为方便起见，不应被视为对本发明的限制。
30.本发明的优选实施例提供了具有网络连接瞄准镜的装置，这些装置被设计成瞄准同一目标，该目标可以是静止或运动的目标。在涉及两个瞄准镜的第一实施例中，“前导镜”识别目标，并将关于该目标的位置数据传送到“跟随镜”，该跟随镜使用来自所述前导镜的位置数据及其自身的位置和方向数据瞄准所述目标。在两个瞄准镜配置中，前导镜和跟随镜通过任何可用的无线数据通信技术，包括蜂窝、卫星或一种或多种wlan技术进行通信。
31.在涉及多个瞄准镜的第二实施例中，第一瞄准镜识别目标，并将关于该目标的位置数据传送到多个其他瞄准镜，这些其他瞄准镜使用来自所述第一瞄准镜的位置数据以及它们各自的位置和方向数据瞄准所述目标。在本实施例中，当额外的瞄准镜定位所述目标时，它们将关于所述目标的位置数据传送到网络服务器，该网络服务器合并从识别所述目标的每个瞄准镜累积的位置数据，以依次定义所述目标的更精确的位置数据(即，更多的数据点可提高定位的精度)，然后将其传送到尚未定位所述目标的瞄准镜。先前已经报告了所述目标位置的瞄准镜也可以接收所述目标的最新位置数据，以帮助跟踪所述目标。可以使用任何可用的wlan技术来连接本实施例中的瞄准镜，但是在优选实施例中，使用网状网络技术来使多个瞄准镜能够彼此通信。应当理解，在其中一个瞄准镜与wlan失去连接的情况下，任何一个瞄准镜都可以执行所述网络服务器的功能，或者所述网络服务器的功能可以分布在多个瞄准镜之间以实现冗余。理想地，至少一个瞄准镜连接到互联网，因此网络中的其他瞄准镜能够通过网状网络通过所述连接的瞄准镜访问互联网。
32.由于所述目标可以是移动的物体，因此已经识别出所述目标的瞄准镜的目标位置数据连续地流到尚未定位所述目标的瞄准镜。或者，只有当所述前导镜激活指定目标的开关时才发送所述目标的位置。在系统的更高级版本中，当所述目标移动时，所述瞄准镜和/
或所述网络服务器将使用已知技术假设所述目标在相同方向上继续移动来预测所述目标的未来位置。
33.i.定义
34.提供以下定义以促进对本发明的理解。
35.装置
–
所述装置是瞄准镜集成到的对象。这种装置的例子包括步枪、枪支、双筒望远镜、智能眼镜或护目镜、头盔护目镜和无人机。某些类型的装置本身就是“瞄准镜”，例如双筒望远镜、望远镜和瞄准镜。该装置可以是手持式的，或者也可以安装在陆地、空中或水上车辆上。
36.目标
–
所述目标是感兴趣的对象。它可以是人、动物或物体，可以是静止的或移动的。
37.前导镜
–
所述前导镜是识别目标的第一瞄准镜。在第一实施例中，只有一个前导镜。在第二实施例中，所述前导镜仅是定位所述目标的第一瞄准镜。识别所述目标的后续瞄准镜在本文中简称为“瞄准镜”。在一个优选的实施例中，网络中的任何瞄准镜都可以作为前导镜。
38.跟随镜
–
所述跟随镜是试图瞄准所述前导镜所识别的同一目标的瞄准镜。在第一实施例中，可以有一个或多个跟随镜。在第二实施例中，所述跟随镜包括尚未瞄准所述目标的所有瞄准镜，所述目标是先前的瞄准镜集合(包括前导镜)已识别的。在一个优选实施例中，网络中的任何瞄准镜都可以充当作为跟随镜。
39.ii.详细说明
40.下面的描述假定每个装置的瞄准镜具有类似的功能，并且可以充当前导或跟随镜。然而，在替代实施例中，某些瞄准镜可以专用于前导或跟随角色，并且某些瞄准镜可以具有比其他瞄准镜更多或更少的功能。
41.具有瞄准镜的装置包括以下每个测量装置(或其等效装置)：
42.1.gps/ins装置(提供装置的位置数据)(可以实施为两个或多个不同的装置，例如gps接收器、陀螺仪和加速度计)
43.2.测距仪(提供从装置的瞄准镜到目标的距离)。在优选实施例中，测距仪使用激光技术来检测距离，但是也可以使用其他技术，例如光学距离测量。光学距离测量系统的一个例子使用一系列的透镜和反射镜来产生双重图像，并调整具有距离标记的刻度盘或其他控制器以使两个图像对齐。
44.3.罗盘(提供目标相对于瞄准镜位置的方向(北，南，东和西))。所述罗盘可以是独立装置，也可以合并到gps/ins中并使用gps罗盘确定方向。gps罗盘通常有两个天线，如果所述装置是双筒望远镜，一个选择是在每个镜筒上放置一个天线。可以通过增加gps罗盘使用的天线的间距来提高精度，例如通过使用一个或多个折叠臂、吊杆、比气球轻的或其他机械方式来获得间距，或者通过射频或光学连接第二个天线。
45.4.方向传感器(提供姿态数据，即所述装置相对于固定水平面的指向角(例如，如果指向正前方则为零度，如果指向天空中的鸟或飞机则为30度，或者如果向下指向山谷则为
–
10度)
46.5.海拔传感器(可选)(提供高于海平面或其他参考点的绝对海拔)。这通常是一个气压传感器，它将补充由在某些情况下不是特别精确的gps/ins确定的海拔精度。或者，如
果gps/ins通过网络连接的瞄准镜并入或能够访问地形图，则可以使用超声波或其他接近传感器来确定到地面的距离。例如，如果gps位置对应于地形图上海拔500英尺的位置，并且接近传感器确定从瞄准镜到地面的距离为5英尺，则瞄准镜可以知道505英尺的精确海拔。
47.来自这些测量装置的数据用于计算目标的位置，所述目标的位置可以用gps坐标等表示。
48.如下面详细讨论的，对于每个上述识别的测量装置，都有不同程度的精度和预期的误差范围。随着与测量装置相关的技术的改进，将有可能通过使用更精确的测量装置来改进所述瞄准镜的操作并提供更精确的目标位置预测。
49.a.第一实施例的示例步骤
50.1.包含前导镜的装置的操作员识别假定目标。
51.2.所述装置的操作员将十字准线或其他目标标记居中于所述目标中心，或者使用定点装置(例如触摸板或眼睛跟踪传感器)使十字准线移动到所述目标中心
52.3.所述操作员有选择地按下按钮以指定目标。
53.4.如果不是根据所述十字准线的位置连续运行，则测距仪将被激活，并将来自所述测量装置的数据存储在存储器中。
54.5.所述前导镜根据存储的方向和范围测量数据计算所述目标的本地aer(方位角、海拔、范围)位置。然后使用存储的位置测量数据进行计算，以将本地aer位置转换为全局位置。在优选实施例中，全局位置被指定为gps坐标。在某些情况下，与所述目标位置相关的精度或估计误差也由所述前导镜确定。获得相同结果的替代实现方式涉及存储的测量数据的无线传输，而不是将位置数据传输到跟随镜或连接到网络的其他装置(例如网络服务器)。在该替代实施例中，跟随镜或网络服务器根据测量数据计算所述目标位置，并在某些情况下计算估计误差或精度。确定的位置数据和误差或精度数据(如果已收集或确定)，或者所述测量数据将发送到跟随镜。通过上述操作，一个或多个跟随镜将无线接收所述位置数据或根据接收到的由所述前导镜发送的测量数据计算所述位置数据。
55.6.如果系统包括网络服务器，并且所述网络服务器从由所述前导镜发送的测量装置接收原始数据，则它将计算所述目标位置并存储数据。如果所述网络服务器收到计算出的目标位置，它将存储该数据并将其转发到其他瞄准镜。应当理解，所述系统可以在没有网络服务器的情况下运行，并且描述为由网络服务器执行的特征可以由网络中的任何瞄准镜或装置执行，或者由瞄准镜通过互联网连接到的远程网络服务器执行。
56.7.另一装置上的跟随镜从前导镜或从网络服务器无线接收由所述前导镜计算出的目标位置。
57.8.包含跟随镜的装置还包括同一组测量装置(或其等效装置)。所述跟随镜使用其自身的位置数据和所述目标位置来计算所述跟随镜应瞄准的方位和姿态，以便指向与所述前导镜相同的目标位置。作为替代，所述跟随镜可以包括减少的一组测量装置并且以减少的功能运行。例如，如果测距仪未包含在所述跟随镜内，则其作为前导镜的功能将受到限制。
58.9.视觉(引导)指示符显示在跟随镜的装置上，用于指导(引导)跟随镜的操作员关于将所述瞄准镜移动到什么位置以便锁定在所述目标位置上。例如，跟随镜的目镜可以包括视觉指示符。或者，装置或安装在瞄准镜上的显示器可以提供视觉指示符。视觉指示符可
以是方向箭头、led灯、文本消息(例如，向左移动、向上移动)等。也可以使用音频指示符。
59.10.如果所述前导镜移动其物理位置或瞄准位置并指示所述目标已被重新定位，则计算将自动重新运行并发送到所述跟随镜，以便所述跟随镜可以继续搜索所述目标。同样，如果所述跟随镜从其初始位置移动，即使没有改变所述前导镜的物理位置或瞄准位置，也必须重做从跟随镜到所述目标的矢量计算，以便更新所述跟随镜内的引导指示符显示。
60.在替代实施例中，仅来自所述前导镜的原始测量数据被传递到所述网络服务器或其他瞄准镜，并且每个跟随镜使用来自所述前导镜的原始测量数据来计算所述前导镜的目标位置。也就是说，如果所述跟随镜接收到所述原始测量数据，则它必须先执行所述前导镜的目标位置计算，然后才能确定其自身装置与所述目标的相对位置。
61.附加选项包括前导镜使用并入或附件在所述瞄准镜上的数字图像传感器捕获所述目标的数字图像，并将所述数字图像传输到所述跟随镜的能力，以便所述跟随镜的操作员知道它在寻找什么。所述跟随镜的另一种选择是将其看到所述目标的信号传回到所述前导镜，并传送其看到的所述目标的数字图像。捕获所述目标的数字图像可能在军事和执法中具有独特的应用。例如，如果至少一个瞄准镜连接到互联网，并且所述数字图像是人脸，则所述数字图像可以通过互联网传输到数据库，该数据库将尝试使用面部识别来匹配人脸。如果识别出匹配项，则可以向每个所述瞄准镜提供有关所述目标的附加信息。作为常规人脸识别的替代方法，可以捕获和传输其他生物特征测量，例如步态和面部血管图案，当与热像仪一起使用时，这些图案可以形成人脸的数字指纹。
62.在以上描述中，假设使用常规的光学系统来捕获图像。但是，也可以使用夜视和前视红外等替代方法。
63.b.第二实施例的示例步骤
64.第二实施例的步骤与第一实施例的步骤类似，除了网络服务器(如上所述，可以是网络中的一个或多个瞄准镜)执行如上所述的附加计算以合并从识别所述目标的每个瞄准镜所累积的估计位置数据以连续定义所述目标的更精确的位置数据(即，更多的数据点可以提高定位精度)，然后将其传达给尚未定位所述目标的瞄准镜。此外，所述网络服务器可以存储多个目标(例如来自多个前导镜的目标)，并将这些目标传达给网络中的每个跟随镜。
65.c.网络连接瞄准镜的使用示例
66.连接的步枪瞄准镜：两个猎人在狩猎。一个猎人发现一个猎物，并向另一个猎人发出信号，以将他们的瞄准镜锁定在同一个猎物上。如果瞄准镜配备有图像捕获和显示装置，则猎物的图像可以从第一个猎人发送到第二个猎人，第二个猎人可以使用连接的瞄准镜向第一个猎人发送信号，表明它已经看到了目标，并可能将它看到的图像发送回第一个猎人。如果第一个猎人丢失了目标，则第二个猎人将成为前导镜，并将目标的位置(或原始测量数据)发送回第一个猎人，第一个猎人将尝试重新获取目标。
67.连接的双筒望远镜：两个观鸟者正在观鸟。一个观鸟者发现一只鸟，并向另一个观鸟者发出信号，以将他们的双筒望远镜锁定在这只鸟上。
68.连接的无人机和步枪瞄准镜：由执法机构操作的无人机识别野外可疑射手的位置。配备有连接的步枪瞄准镜的警察将直接获取可疑射手的位置数据，这些位置数据最初由无人机确定，并通过从警察那里收集的后续位置数据进一步细化，警察随后在其连接的
步枪瞄准镜中识别所述射手。
69.d.系统架构
70.图1a示出了系统视图，其中多个装置10(装置1‑
装置
n
)和非装置/非瞄准镜节点12(节点1‑
节点
n
)通过无线通信和电子网络18与网络服务器16通信。电子网络18由将装置10连接到网络服务器16的实线表示。电子网络18可以通过任何适当类型的无线电子网络(例如，局域网、广域网(互联网))来实现。下面将描述一个或多个非装置/非瞄准镜节点12(节点1‑
节点
n
)的功能。在图1a中，至少网络服务器16连接到互联网20。
71.图1b示出了适用于在本发明的优选实施例中使用的网状网络22的拓扑。优选地，多个装置10和网络服务器16是网状网络22中的节点24，因此这些元件在图1a中被标记为节点24。以这种方式，每个节点24能够通过网状网络22彼此通信。在这种配置中，网络服务器16成为网状网络22中的另一个节点24，或者不存在网络服务器16，或者一个或多个装置瞄准镜执行本文中描述为由网络服务器16执行的功能。在图1b中，至少一个节点24连接到互联网20。此外，可能有一个或多个节点26位于网状网络22之外，但是可以通过互联网20与网状网络22中的节点24通信。
72.本发明的瞄准镜包括其他类型的网络拓扑，并且不限于在服务器处具有服务器的集线器和分支网络架构。装置/节点之间可以直接无线连接(例如，通过也可以是自组织网络的点对点连接)。每个装置/节点可以具有蜂窝或卫星连接，并通过云(即，互联网)互相连接。每个装置/节点可以通过无线路由器互相连接，该无线路由器可以是陆基的或空中的，例如在系绳的热气球或被编程为停留在固定的空中位置的无人机中。
73.此外，在第二实施例中，装置/节点可以不同的方式连接到网络。例如，在六节点网络中，五个节点可以在网状网络22的范围内。然而，第六节点可以在范围之外，并且通过蜂窝或网络信号通过互联网20连接到网络。
74.图2示出了样本装置10的元件，其可以包括(或者可以是)前导镜或跟随镜。装置10包括连接到至少以下元件的处理器30：
75.1.gps/ins 32
76.2.罗盘34(可以独立使用，也可以集成到gps/ins中)
77.3.测距仪36
78.4.方向传感器38(姿态)
79.5.用于提高精度的海拔传感器40(可选)
80.6.瞄准镜42(瞄准镜的结构将取决于装置的类型)
81.7.视听显示装置44(可以是独立的，也可以集成到瞄准镜中)
82.8.与有线或无线通信收发器48通信的网络接口46
83.9.存储器50
84.视听显示设备44是向用户提供提示/消息和指示符的元件。在跟随镜中，由视听显示设备44提供的信息帮助用户瞄准目标。取决于装置10的类型和装置10的使用环境，视听显示设备44可能只提供视频、只提供音频或者既提供音频又提供视频。
85.图3示出了网络服务器16的元件，包括：处理器52、存储器54、可以使用人工智能软件实现的图像分析和操作软件(iams)56，以及与有线或无线通信收发器60通信的网络接口58。
86.各个装置10和网络服务器16的处理器功能取决于系统架构和计算功能的分布。如本文所述，这些功能中的一些可以在处理器30或52处执行，而其他功能可以由网络服务器的处理器52执行。
87.图4a
‑
4c均示出了具有集成的视听显示装置的步枪的光学瞄准镜(瞄准镜)。在图4a中，显示装置位于零度位置，并且当前显示为“向左移动”。在图4b中，显示装置具有四个分开的区域，分别位于零度、90度、180度和270度。图4b中的显示装置当前指示向左移动(实线指示270度处的左箭头为“开”，而虚线指示向上、向右和向下的其他三个箭头为“关”)。图4c与图4a相似，不同之处在于它包括一个附加的显示元件，该显示元件显示用户应尝试定位的图像。这些图中的方向提示指示该步枪目前正在充当以下瞄准镜。
88.iii.其他注意事项
89.a.目标位置加权
90.当根据gps数据和其他测量装置计算假定的目标位置时，存在由前导镜和跟随镜引入的已知的、可量化的误差，这些误差可以用离散值(例如 /
‑
20cm)表示。根据测量装置的固有限制，某些类型的误差在不同瞄准镜内是一致的。其他类型的误差可能取决于信号强度，例如gps信号强度或用于计算前导镜位置的卫星数量。对于每个计算的目标位置，前导镜、跟随镜和/或网络服务器识别误差值。当合并和累积来自多个瞄准镜的目标位置以计算更新的目标位置时，可以使用误差值对赋予每个目标位置的强度进行加权。
91.可以使用各种算法来处理目标位置。例如，具有最低误差值的目标位置可能会得到更高的加权。或者，可以从计算中删除与其他目标位置误差值相比具有非常高的误差值的目标位置。使用附加数据更准确地预测目标位置的一种方法是将表示每个估计目标位置的点放置在三维网格上，并估计表示估计目标的数据的中心点或平均位置。所述中心点可以基于如上所述的加权进行调整。
92.除了将误差值用于目标位置加权之外，还可以使用时间因子。例如，最近观察到的目标位置可以被赋予更大的权重。在从观察时间开始经过预定时间段之后，可以从加权中完全消除某些目标位置。
93.对于其中通过iams和/或通过瞄准镜确定目标的类型(例如，汽车、人、鹿)的实施例，时间因子也可能受到目标性质的影响。与慢速移动的目标相比，时间因子对于快速移动的目标可能更为重要。因此，对于快速移动的目标(例如，汽车)，最近观察到的目标位置可以被赋予明显更大的权重，并且与较慢移动的目标相比，较早的目标位置可以更快地从权重中消除。
94.由于通常快速移动的目标可能实际上并未移动(例如，静止的汽车)，而通常慢速移动的目标可能实际上在快速移动(例如，奔跑的人或鹿)，因此iams也可以使用各种算法来确定目标是否实际上正在移动，如果实际上正在移动，以什么速度移动。然后可以将该计算用于时间因子。例如，如果目标看起来是静止的，则不会将时间因子应用于加权。该算法可以查看多个观察到的目标位置，并且如果在考虑了它们各自的误差值后它们相对相似，并且在明显不同的时间间隔(即，时间上不是很接近)被观察到，则可以得出结论目标是静止的。相反，如果将多个观察到的目标位置在考虑了它们各自的误差值后明显不同，并且观察到的时间非常接近，则可以得出结论目标正在移动，并且应该在加权中使用时间因子。
95.b.误差指示符
96.在一优选实施例中，视觉指示符以对装置操作员有用的形式在视觉上传达误差信息。例如，如果假定的目标位置由装置显示屏上的一个点表示，则可能会在该点周围叠加一个误差框，以便装置操作员知道目标可能位于误差框内的任何区域中，并且不一定是该点显示出的确切位置。在第二实施例中，随着更多目标位置被一系列跟随镜识别，误差框可能变小。
97.传达误差信息的确切方式取决于在跟随装置上如何显示假定目标位置。
98.测量传感器，特别是gps技术的进步，将提高精度并减少误差。在某些时候，误差可能足够小，以至于误差指示符不会增强用户体验。
99.c.图像显示和模拟
100.在一个实施例中，目标由显示屏上的一维对象(例如点)表示。在替代实施例中，目标由显示屏上的模拟二维或三维图像表示。如果捕获并发送了数字图像，则目标的实际图像可能会显示在屏幕上。使用可以使用人工智能(ai)技术(例如神经网络)实现的图像分析和操纵软件(iams)，模拟过程允许目标旋转，使其看起来相对于跟随镜正确定位。考虑以下示例：
101.1.前导镜识别四分之一英里之外且正对装置的鹿(目标)。
102.2.瞄准镜捕获鹿的目标位置和鹿的物理图像，并将其传达给网络服务器。
103.3.网络服务器中的iams或通过互联网远程访问的iams识别图像中的关键视觉特征，并将这些特征与已知对象进行比较，以将目标分类为鹿的正视图，并从其数据库中检索鹿的模拟图像。
104.4.跟随镜接收有关鹿的目标位置数据，并确定跟随镜也距鹿约四分之一英里，但与前导镜相比相差90度。然后，iams可以将模拟的鹿旋转90度，并传达鹿的侧视图以显示在跟随镜上，以便跟随镜知道鹿可能是什么样子。
105.5.从多个瞄准镜捕获物理图像数据后，iams可以构建目标的3d图像，从而使目标的更真实视图能够显示在仍在寻找目标的跟随镜上。iams必须知道前导镜和跟随镜的位置才能执行渲染，因为这两个位置都是了解如何旋转目标的3d图像所必需的。如果捕获了实际图像，则iams的一种选择是合并实际图像数据而不是模拟图像。
106.6.在执法应用中，iams可以尝试使用面部识别或其他生物识别技术将目标图像与人匹配。如果存在匹配项，则可以将有关目标的信息返回到瞄准镜。
107.7.合并到瞄准镜中的图像显示系统的另一种应用是，跟随镜能够检索高分辨率航拍图像或地形图，并将所述航拍图像或地图与目标的大致位置的一些标记一起显示在跟随镜的显示器上。如果知道误差信息，则可以在航拍图像或地形图上显示一个框，显示目标可能位于的区域。通过组合以下特征：将瞄准镜指向目标，提供如前导镜所见的目标图像，提供包括目标的大致位置以及误差框的航怕图或地形图，寻找目标的过程大大加快了。
108.在第三实施例中，当目标出现在瞄准镜的视野中时，目标由显示器上的边框或突出显示的图像段表示。如果捕获到目标的数字图像，则iams可用于识别图像中的关键视觉特征，从而允许在将来收集的图像中识别目标对象。当跟随镜的视野接近目标时，iams将处理跟随镜视野的数字图像缓冲区，以确定先前识别目标的关键视觉特征与当前视野内的特征之间是否存在图案匹配。一旦找到目标图像特征，就在视觉上指示目标。如果跟随镜具有光学显示器，则一个实施例包括透明显示叠加，该透明显示叠加被激活以突出显示特定颜
色的目标或在目标周围绘制框。如果跟随镜具有视觉显示器，则如上所述指定匹配的目标。考虑以下示例：
109.1.前导镜识别四分之一英里之外且正对装置的鹿(目标)。
110.2.瞄准镜捕获鹿的目标位置和鹿的物理图像，并将其传达给网络服务器。
111.3.网络服务器中的iams或通过互联网远程访问的iams使用计算机视觉技术对图像进行分割，从而将目标与背景图像分开。
112.4.iams在图像段内生成一组关键可识别特征，例如鹿角上的点和侧面上的白色斑块。
113.5.跟随镜接收有关鹿的目标位置数据，并确定跟随镜也距鹿约四分之一英里，但与前导镜相比相差45度。然后，iams可以将与目标相对应的视觉特征集旋转45度，以便跟随镜知道在跟随镜的视野中应显示哪些特征。
114.6.跟随镜瞄准目标的一般方向，并由关于目标位置的指令引导。当跟随镜移动进行处理时，跟随镜的当前视野的图像将发送到iams。
115.7.iams对传入的跟随镜图像执行图案匹配，将图像内的关键特征与从目标瞄准镜生成并针对跟随镜的视角进行调整的目标特征集进行比较。如果发生图案匹配，则目标的位置，在跟随镜的视野内，被传输到跟随镜。
116.8.跟随镜显示一个边界框叠加，以突出显示目标在显示中的位置。
117.9.从多个瞄准镜捕获物理图像数据之后，iams可以从多个角度构建较大的一组关键识别特征。
118.d.目标位置计算
119.根据测量数据的目标位置的计算可以通过依赖于gps数据的任何已知技术来执行。通过引用并入本文的美国专利第5,568,152号(janky等人)公开了一种方法，该方法用于由与目标间隔开并且正在通过观察器/测距仪观察目标的观察者确定目标的位置。同样通过引用并入本文的美国专利第4,949,089号(ruszkowski,jr.)也公开了类似的方法。任何这样的方法都可以用于计算目标位置。
120.为了计算跟随镜相对于目标的位置，必须有效地执行前导镜计算的相反过程。跟随镜知道其gps坐标，并且已从前导镜或网络服务器接收到目标的近似gps坐标(或基于直接或间接地从前导镜无线接收原始测量数据来计算目标位置。利用此信息，跟随镜(或网络服务器或网络中的另一个节点)计算两个gps坐标之间的路线。与仅确定a点到b点的二维方向的车辆路线不同，跟随镜还确定从其位置到目标位置的精确矢量和范围。由于跟随镜还具有gps/ins装置，因此它使用关于计算出的矢量到目标的信息，以指导用户将跟随镜与矢量对准，指向目标。
121.考虑以下示例：假定跟随镜确定装置用户当前正在水平面上向正西(270度)看，并且到目标的矢量是正北(0度)。跟随镜将显示向右箭头，或者以其他方式指示需要进行顺时针旋转，并且将在用户指向0度时停止用户(通过显示或语音提示)。在这一点上，跟随镜将确定垂直平面上的矢量。例如，如果跟随镜是水平的，但是到目标的矢量低了10度，则跟随镜将指导用户降低跟随镜的角度，直到它在垂直平面上与到目标的矢量匹配。上面的示例假定用户将首先在水平面上被指向目标，然后在垂直平面上被指向目标。然而，通过同时显示向右箭头和向下箭头，可以在水平面和垂直平面上同时指导跟随镜。并且，由于具有gps/
ins装置，跟随镜使用gps罗盘始终可以知道其方位和方向。
122.e.红外传感器/热信号
123.除了上述常规光学模式实施例外，瞄准镜的替代实施例还包含前视红外传感器，用于检测目标的热特征。使用测距仪，系统检测与所选热特征相对应的目标位置，然后除了或代替传输感兴趣目标的图像，系统还传输热特征。
124.f.非视觉显示
125.尽管优选实施例将图像和/或热特征传输到系统中的其他设备，但是至少一部分装置可能没有视觉显示。在那种情况下，跟随镜可以简单地依赖于方向箭头或其他标记将跟随镜的用户指向目标。
126.g.音频提示
127.代替定向箭头或其他标记来指导跟随镜，可以使用跟随镜和一对耳机之间的连接(有线或无线连接，例如通过蓝牙)，该连接指导移动装置(例如，上、下、左、右)的使用。
128.h.范围信息的直接使用
129.在上述实施例中，来自测距仪的范围信息不用于在跟随镜识别目标。由于光学瞄准镜和双筒望远镜聚焦于可变距离，因此目标信息的引导也可能包含标记，以允许用户知道要观察或聚焦的正确距离。在音频实施例中，可以提供命令以更近或更远地聚焦，更近地观察等。换句话说，用户已经在沿着基于已知目标位置和跟随镜的已知位置计算的矢量进行观察。测距仪可以用于了解你离目标太远还是太近。例如，目标可能在1英里外，但用户当前正在观察1.5英里外。
130.i.目标标记
131.前导镜可以结合十字准线或其他目标选择标记(例如标线)来标记目标。标记后，测距仪将检测到目标的距离，系统会确定目标的坐标，并如上所述将目标位置通知跟随镜，或者与可用的网络服务器通信以存储目标的坐标。
132.j.触发开关
133.在步枪或枪支应用中，前导镜可以将开关合并到触发器上或触发器附近的传感器中，以将信息发送到跟随镜。
134.k.叠加显示
135.更复杂的跟随镜可以包括更高分辨率的显示器，并利用增强现实技术将从前导镜接收到的视觉信息和将跟随镜指向目标的标记叠加到跟随镜的光学视野中。可以通过平视显示器或等效显示器或通过切换到完整的数字显示器来实现叠加。
136.l.目标图像捕获
137.目标的图像可以以与数字相机中使用的各种技术基本相同的方式捕获。例如，在前导镜用户指定目标的时间点，反射镜可以向下折叠并将图像指导到图像传感器，类似于数字slr的操作。前导镜也可以类似于不使用反光镜的无反光镜或紧凑型相机操作。
138.m.手部移动的调整
139.由于用户对装置(例如步枪/枪支、双筒望远镜)的手部移动而导致的前导镜的位置移动可能会导致系统不稳定。为了解决这个问题，触摸板或其他定点装置可以安装在装置上，并用于将十字准线或其他目标标记移动到目标上。一旦标记了目标，就使用测距仪根据到十字准线中心的范围确定范围。在某些情况下，并且取决于所使用的测距技术，可能有
必要使用线性或其他无声马达将测距仪机械地重定向到指向目标的位置，这将使噪音降至最低。一旦确定了范围，就执行目标位置计算并针对前导镜的方向和基于十字准线已偏离中心的量确定的方向之间的偏移进行调整。
140.n.地形障碍
141.在某些情况下，地形特征(例如山丘，山脉)可能位于跟随镜与目标之间的矢量路径上。例如，如果前导镜在目标正北1英里，跟随镜在正南2英里，则跟随镜与目标之间可能有一座山丘。详细的地形图和导航工具随时可用。例如，例如可从子公司mytopo
tm
(蒙大拿州billings)商购的terrain navigator pro等软件产品提供了整个美国和加拿大的详细地形图，并结合了不同比例的美国地质勘测图。使用本领域技术人员已知的常规gps路由技术，前导镜中的计算机或连接瞄准镜网络中的智能节点中的计算机都可以将跟随镜和目标之间的矢量叠加到该区域的地形图上，并确定矢量是否通过使跟随镜镜无法看到目标的地形特征。如果存在障碍物，则可以向跟随镜的用户显示目标被挡住的标记。在一些实施例中，使用来自地形图的数据以及目标和跟随镜的位置，跟随镜可以指导用户移动到另一个位置，最好是最近的位置，在该位置它将具有对目标的无遮挡视野。
142.当确定矢量通过了会阻止第二瞄准镜查看假定目标的地形特征时，前导镜中的计算机或连接瞄准镜网络中的智能节点中的计算机输出这些信息项中的至少一个(即，由第二瞄准镜显示的表明假定目标被遮挡在视野之外的标记，以及供第二瞄准镜使用以提示第二瞄准镜的操作员移动到另一个位置以允许对假定目标的无遮挡视野的电子生成的指示符)。
143.o.充当前导镜的多个瞄准镜
144.在第二实施例中，可能存在多个瞄准镜同时发送目标的情况。在第二实施例中，每个瞄准镜都具有在任何给定时间成为前导镜或跟随镜的能力，从而产生多个瞄准镜可能同时发送与不同目标相关联的位置信息的可能性。在瞄准镜可以接收由前导镜发送的目标图像的实施例中，可以在列表中显示多个目标图像，并且使用选择器按钮、定点装置，或者通过跟踪眼睛和确定焦点，跟随镜可以选择感兴趣的目标，随后跟随镜将被指向目标，如前所述。如果跟随镜没有能力显示从多个前导镜接收到的目标图像，则将为跟随镜的用户提供可用目标和相关注释信息的列表，例如到目标的距离、创建时间或起始瞄准镜，并能够通过使用选择器按钮、定位装置或眼睛跟踪来选择感兴趣的目标。如果跟随镜没有能力向用户显示目标列表，则处理器将基于预定标准或使用各种因素选择最佳目标的算法来选择目标。这些因素可能包括最近的目标、错误率最低的目标、iams与优选的目标类型(例如通过面部识别识别的特定动物或人)匹配的目标。
145.在瞄准镜可以显示数字叠加的实施例中，跟随镜可以支持同时跟踪多个感兴趣的目标。跟随镜的用户将能够切换显示或隐藏的每个可用目标，而不是从可用目标列表中选择单个感兴趣的目标。如果将可用目标设置为显示，则标记将添加到跟随镜叠加中，并带有标签注释表明它所指向的感兴趣的目标。
146.在一些实施例中，可能不清楚瞄准镜是否正在发送确认信息，确认它已经识别并指向了前导镜先前选择的目标，或是否正在充当前导镜并发送新目标。为了消除这个问题，可以包括用户界面，以允许瞄准镜的用户指示它是在发送与新目标关联的位置信息，还是在发送确认它已看到先前由不同目标指定的目标的确认信息。或者，如果图像与位置数据
一起发送并且系统包括iams，则iams可以比较目标的图像并确定是否将接收到的位置数据视为与先前指定的目标或新目标相关联。
147.还有一种可能是，瞄准镜的用户也有可能犯错，并在瞄准镜实际上指定了不同目标时，错误地指示它已选择了由前导镜先前指定的目标。这可能由于多种原因而发生，其中一个示例是误差框内包含相同类型的动物。理想情况下，当目标由瞄准镜指定时，而另一个目标先前由前导镜指定时，iams将具有比较两个图像并确定目标图像是同一目标的可能性低的能力，并确定该瞄准镜充当前导镜并发送与新目标相关联的数据。
148.p.游戏模式
149.网络连接的瞄准镜可以用来玩游戏，而得分由任一瞄准镜或网络服务器维护。游戏可以在固定的时间间隔内运行。在一个实施例中，前导镜设置目标，并且每个跟随镜搜索目标。根据跟随镜识别目标的顺序和/或跟随镜找到目标所花费的时间，来授予积分。为跟随镜提供了找到目标的最长时间，在这一时间点上回合结束。然后顺序地或随机地指定新的前导镜来找到目标并进行下一回合。游戏的获胜者是在游戏预设时间结束时得分最高的瞄准镜。或者，当达到目标得分并且根据玩家的得分对玩家进行排名时，游戏结束。
150.q.自动目标检测
151.iams可用于通过对象分类识别当前视野内的潜在目标，从而支持前导镜的操作员。现有技术存在来分析图像帧并识别图像帧中的对象的过程。例如，cloud vision api提供了图像分析功能，该功能允许应用程序查看和理解图像内的内容。该服务使客户能够从日常对象(例如，“帆船”、“狮子”、“艾菲尔铁塔”)到人脸和产品标识来检测图像内的广泛的实体。这种类型的软件应用可以用于通过对象分类识别当前视野内的潜在目标。
152.使用具有对象分类功能的支持iams的前导镜，操作员可以从预设列表(例如，汽车、人、鹿)中选择他们要寻找的目标类型，此时从前导镜捕获图像，并且iams突出显示视图内与指定对象类型匹配的任何对象，例如带有边框或突出显示的图像段。然后可以将前导镜指向突出显示的潜在目标之一并激活以指定目标。
153.在替代实施例中，图像处理可以是连续的，使得随着前导镜的移动，发现与指定对象类型匹配的任何对象都被突出显示。
154.在另一实施例中，使用上述c节的图像模拟和显示中描述的特征将自动目标检测扩展到一个或多个跟随镜。考虑以下示例：
155.1.如上所述，使用前导镜执行自动目标检测。
156.2.使用上文c节中所述的过程，iams基于特定跟随镜相对于前导镜的位置计算目标图像应如何显示。角度(例如，相同角度(正对)，旋转 /
‑
90度(左侧或右侧视图)，旋转180度(对接视图))和距离(例如，相同、更大或更小的尺寸，取决于到目标的距离)中的外观因素。
157.3.从跟随镜的视野中捕获图像，并执行自动图案识别，以确定来自前导镜的预期目标图像(因为它是由跟随镜计算出现的)是否实际在跟随镜的视野中。例如，如果假定鹿看起来旋转了 90度，则如根据自动图案识别所确定的，正对着跟随镜的鹿不可能是正确的目标。然而，如果假定鹿看起来旋转了 90度，并且确定鹿在跟随镜的视野中，并且也确定被旋转了 90度，则如根据自动图案识别所确定的，这只鹿很可能是正确的目标。
158.4.如果预期目标图像在跟随镜的视野中，则在跟随镜中会出现类似类型的边界框或突出显示的图像段，并且会向跟随镜的操作员提供适当的提示，以便将跟随镜从其当前目标位置重新定位到边界框或突出显示的图像段中的目标图像。
159.图5显示了可能在瞄准镜显示器上显示的示例预设列表。在此示例中，列出的对象包括人、鹿和车辆。瞄准镜的操作员已选择“鹿”。假设为了对象检测，对瞄准镜的视野进行了分析，并且出现在视野中的唯一对象是大约在1:00钟位置的一只鹿。这将导致类似于图4c所示的视野，并带有相应的指令，以提示瞄准镜的操作员将瞄准镜从其当前目标位置移动到鹿的目标位置。
160.r.瞄准镜的焦距
161.在上述实施例中，假定瞄准镜都具有相似的焦距。然而，如果瞄准镜具有不同的焦距，则iams在确定视野中正在分析的对象的尺寸以及在跟随镜中显示为图像的对象的尺寸时必须进行适当的调整。优选地，iams接收关于各个瞄准镜的焦距的数据，从而可以进行任何这样的调整。
162.本发明的优选实施例可以被实现为已经提供了示例的方法。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造这样的实施例，其中以与所示出的顺序不同的顺序来执行动作，其中可以包括同时执行一些动作，即使这样的动作在说明性实施例中被示出为是顺序执行的。
163.s.流程图
164.图6是用于通过第一瞄准镜和第二瞄准镜跟踪单个假定目标的过程的流程图，第一瞄准镜和第二瞄准镜彼此远离并由单独的瞄准镜操作员移动，其中每个瞄准镜包括被配置为提供当前目标位置数据的多个测量装置。在一优选实施例中，该过程至少通过以下步骤实现：
165.600：使用第一瞄准镜中的多个测量装置，识别关于由第一瞄准镜的操作员定位的假定目标的当前目标位置数据。
166.602：第一瞄准镜将关于由第一瞄准镜的操作员识别的假定目标的当前目标位置数据电子传送到第二瞄准镜。
167.604：第二瞄准镜使用其多个测量装置识别第二瞄准镜的当前目标位置的当前目标位置数据。
168.606：在第二瞄准镜的处理器中，使用其当前目标位置数据和从第一瞄准镜接收的当前目标位置数据，计算将第二瞄准镜从其当前目标位置移动到由第一瞄准镜识别的假定目标的目标位置所需的位置移动。
169.608：第二瞄准镜的处理器输出电子生成的供第二瞄准镜使用的指示符，以提示第二瞄准镜的操作员进行位置移动。
170.第二瞄准镜的操作员使用指示符将瞄准镜从其当前目标位置重新定位，以便向由从第一瞄准镜接收的当前目标位置数据定义的目标位置移动。
171.图7是用于通过多个瞄准镜跟踪单个假定目标的过程的流程图，多个瞄准镜彼此远离并由单独的瞄准镜操作员移动，其中，每个瞄准镜包括被配置为提供当前目标位置数据的多个测量装置，并且每个瞄准镜都与网络服务器进行电子通信，并且当前目标位置数据具有误差值。在一优选实施例中，该过程至少通过以下步骤实现：
172.700：使用第一瞄准镜中的多个测量装置，识别关于由第一瞄准镜的操作员定位的假定目标的当前目标位置数据。
173.702：第一瞄准镜将关于由第一瞄准镜的操作员识别的假定目标的当前目标位置数据电子传送到网络服务器。
174.704.网络服务器将关于由第一瞄准镜的操作员识别的假定目标的当前目标位置数据传送到其余瞄准镜。
175.706：每个其余瞄准镜都使用关于由第一瞄准镜的操作员识别的假定目标的当前目标位置数据来定位假定目标。
176.708：在定位假定目标之后，每个其余瞄准镜将关于假定目标的当前目标位置数据电子传送到网络服务器，当前目标位置数据由各自的其余瞄准镜使用各自的其余瞄准镜中的多个测量装置进行识别。
177.710：在接收来自任何一个其余瞄准镜的当前目标位置数据之后，网络服务器通过合并来自定位假定目标的每个瞄准镜的当前目标位置数据，计算更新的当前目标位置数据，该更新的当前目标位置数据与仅由第一瞄准镜识别的当前目标位置数据的误差值相比，具有减小的误差值。
178.712：网络服务器将关于假定目标的更新的当前目标位置数据电子传送到尚未定位假定目标的其余瞄准镜。
179.714：尚未定位假定目标的其余瞄准镜使用更新的当前目标位置数据，而不是任何先前接收的当前目标位置数据，来定位假定目标。
180.图8是用于通过多个前导镜和一个或多个跟随镜跟踪多个假定目标的过程的流程图，多个前导镜和一个或多个跟随镜彼此远离并由单独的瞄准镜操作员移动，其中，每个瞄准镜包括多个被配置为提供当前目标位置数据的测量装置，并且每个瞄准镜都与网络服务器进行电子通信。在一优选实施例中，该过程至少通过以下步骤实现：
181.800：多个前导镜使用各自的前导镜中的多个测量装置来识别关于由各自的前导镜的操作员定位的假定目标的当前目标位置数据。
182.802：多个前导镜向网络服务器电子传送(
ⅰ
)关于由各自的前导镜的操作员识别的假定目标的当前目标位置数据，以及(
ⅱ
)关于每个假定目标的信息。
183.804：网络服务器向一个或多个跟随镜传送(
ⅰ
)关于由多个前导镜的操作员各自识别的假定目标的当前目标位置数据，以及(
ⅱ
)关于每个假定目标的信息。
184.806：一个或多个跟随镜中的每一个都使用关于每个假定目标的信息，来电子地选择多个前导镜各自的假定目标之一。
185.808：一个或多个跟随镜中的每一个通过以下方式定位选择的假定目标：(
ⅰ
)使用其多个测量装置识别其当前目标位置的当前目标位置数据，(
ⅱ
)使用其当前目标位置数据和选择的假定目标位置的当前目标位置数据，计算将跟随镜从其当前目标位置移动到选择的假定目标的目标位置所需的移动，以及(
ⅲ
)输出电子生成的供跟随镜使用的指示符，以提示跟随镜的操作员进行位置移动。跟随镜的操作员使用指示符将跟随镜从其当前目标位置重新定位，以便向由选择的假定目标的当前目标位置数据定义的目标位置移动。
186.t.gps罗盘的其他详细信息
187.如上所述，vectornav技术有限责任公司(vectornav technologies,llc)销售一
种装置，该装置包括用于提供gps罗盘的双天线功能。惯性感应有限责任公司(inertial sense,llc)还销售一种名为“μins
‑
双罗盘”的装置，该装置提供类似的gps罗盘功能。μins
‑2‑
双罗盘包括附加功能以改善检测到的位置数据(实时运动学或rtk)和两个接收器以同时接收来自两个精确定位天线的gps数据，从而能够从静态位置精确确定gps航向。这两种装置都适合于本发明。
188.u.节点通信的其他详细信息
189.图1a和1b中的装置/节点可以经由互联网连接或经由链接到基站或msc的专用数据通信能力连接到公共和专用数据库、应用服务器以及其他语音和数据网络。
190.v.关于目标信息的其他详细信息
191.关于上面讨论的连接步枪瞄准镜的示例，猎人可以交换额外的语音和数据信息，例如验证特定的感兴趣的目标(这里是猎物)是否在合法的狩猎范围内。
192.w.误差指示符的其他详细信息
193.如上所述，误差框可以覆盖在装置的显示屏上的假定目标位置周围。误差框是基于由前导镜引入的误差和由跟随镜引入的进一步误差的组合。除其他事项外，由前导镜和跟随镜引入的误差是位置、范围和方向、目标范围和每个瞄准镜的光学特性的传感器的精度的函数。
194.x.图像显示和模拟的其他详细信息
195.如上所述，iams可用于允许旋转目标，以使其相对于跟随镜显示正确定位。在上面讨论的示例中，iams可以将模拟鹿旋转90度，并传递鹿的侧视图以显示在跟随镜上，以便使跟随镜知道鹿可能看起来像什么。此外，使用增强现实技术，当所述跟随镜指向目标区域时，所述跟随镜内的处理器可以将鹿的模拟旋转图像与所述跟随镜捕获的实际图像叠加。
196.y.目标标记的其他详细信息
197.作为对目标标记过程的进一步改进，可以使用夜视镜可视激光器来标记目标。如果跟随镜具有夜视能力，一旦跟随镜指向正确的感兴趣区域，它将能够通过观察目标上的激光来验证它正在观察正确的目标。
198.z.智能手机装置/移动装置
199.如定义部分所述，装置可以是“手持式”的，某些类型的装置本身就是“瞄准镜”。在一个优选实施例中，手持装置是智能电话/移动装置(以下称为“移动装置”)，其使用安装在其中的应用程序(app)、来自预先安装在移动装置内的传感器的数据以及移动装置的处理器和网络组件，来允许移动装置用作瞄准镜。
200.例如，允许移动装置用作瞄准镜的测距应用程序在本领域是公知的。一种合适的测距应用程序是“用于狩猎鹿的白尾鹿狩猎测距仪”，其可从guidehunting l.l.c.购买到。
201.aa.车载和机载装置，和固定位置装置
202.如定义部分所述，该装置可以是手持式的，或者可以安装在陆地、空中或水上交通工具上。当安装时，装置支架通常具有云台机构(下面将更详细地描述)，以允许与装置相关联的瞄准镜的精确定位。基于车辆的装置本质上是可移动的。其他装置可以处于固定位置。图9a示出了具有多个装置的监视环境的一个优选实施例，其中一些装置是手持式的，一些装置是处于固定位置的，以及一些装置是基于飞机或车辆的。图9b示出了图9a中具有安装或集成在其中的基于车辆的装置的车辆之一。参考图9a和9b，示出了以下类型的装置：
203.1.车载装置101‑
106。图9a中示出了多达六个车载装置，因为示出了三个车辆90(图9b示出了其中一个车辆)，并且一个车辆的优选实施例可以具有安装在其上的多达两个装置10。这种类型的车辆可以是具有以下结构的类似卡车的车辆91：
204.i.平板92。
205.ii.可伸缩天窗/月顶93(以下称为“天窗”)，优选地，具有水平伸缩机构。
206.iii.第一可伸缩套叠结构94，其具有安装在其上的第一组监视设备95并且被安装在车辆10的平板92上，其中第一可伸缩套叠结构94收缩至允许其完全存放在平板中并完全被平板盖覆盖的形状因素。第一组监视设备95可以包括装置10之一。第一可伸缩套叠结构94在其完全伸展的直立位置有效地起到桅杆的作用，并且第一组监视设备95优选地安装在桅杆顶部或其附近。
207.iv.第二可伸缩套叠结构96，其具有安装其上的第二组监视设备97，当第二可伸缩套叠结构96完全缩回时被完全安装在车辆内部，当其使用时部分延伸穿过天窗93。第二组监视设备97还可以包括装置10之一。第二可伸缩套叠结构96在其完全伸展的直立位置也有效地起到桅杆的作用，并且第二组监视设备97优选地安装在桅杆的顶部或其附近。
208.v.密封装置(未示出)，用于当使用第二可伸缩套叠结构96时防止水和污物通过打开的天窗93进入车厢。
209.第一和/或第二组监视设备95、97还可以包括提供当前目标位置数据所必需的上述多个测量装置。因此，在本实施例中，监视设备95、97的一组或两组都可以包括装置10之一。
210.2.机载装置。机载装置107是以无人机的形式示出。无人机可以包括提供当前目标位置数据所必需的上述多个测量装置。
211.3.手持装置108‑
10
10
。装置108是一种双筒望远镜，一个人通过它来定位或跟踪目标。装置109和10
10
是由相关人员携带和操作的移动设备，如智能手机。如上所述，这些手持装置作为瞄准镜发挥作用。
212.4.固定装置10
11
‑
10
12
。如图9a所示的两个固定塔1011和1012。固定塔101可用于以下目的中的一个或两个：
213.i.固定塔101可包括其自身的固定装置10，固定装置10具有集成在其中的瞄准镜。
214.ii.固定塔101可以从车载装置10和手持装置10中的一个或多个接收数据，以便随后中继到网络服务器。这种类型的固定塔是非装置/非瞄准镜节点12，如上面关于图1a和1b所描述的。
215.再次参考图1a和1b，装置10中的每一个可用作上述无线通信和电子网络18中的节点24。
216.在图9a中，可以共享任何装置10的gps坐标。在图9a中，装置10被示出为彼此非常接近。然而，这只是为了说明目的，以便在相同的监视环境中显示多个不同类型的装置。装置10实际上可以彼此相距数英里，例如彼此相距5
‑
10英里。装置10上的传感器可以具有大的范围，例如用于目标检测的高达7.5英里。因此，图9a不是按比例绘制的。
217.位于固定平台上的装置10，例如固定塔101或非移动车辆的桅杆，可以包括允许广域成像的光学传感器，例如在美国专利9,813,618(格里菲斯等人)中描述的，该专利以引用方式并入本文中，以便产生高达360度覆盖的单个复合图像或全景图像。
218.如果车辆是水基车辆，则必须对水的运动进行细微的位置补偿。
219.ab.将瞄准镜集成到装置中
220.如定义部分所述，装置是一个瞄准镜集成到其中的对象，某些类型的装置本身就是“瞄准镜”，如双筒望远镜、望远镜和观察镜。将瞄准镜集成到装置中的不同方法是可能的。例如，可以通过安装到装置(例如，物理地或电子地连接到桅杆、塔架或无人机)将瞄准镜集成到装置中，如图9a所示。此外，将瞄准镜集成到装置中允许该瞄准镜使用该装置的现有传感器和其他组件代替复制此类传感器和组件。例如，无人机或移动装置(例如，智能手机)可以具有现有的相机、传感器和处理器，并且可以通过添加软件来将其转换为瞄准镜，以使无人机能够充当前导镜或跟随镜。此外，集成到图9a所示装置中的任何瞄准镜都可以充当前导镜或跟随镜。
221.ac.车辆机动性实施例
222.使用有效地“携带”装置安装的或装置集成的瞄准镜的车辆允许实现新型目标跟踪过程，其中一些在以下示例性示例中描述。也就是说，在这些示例中，至少一个瞄准镜被安装或集成到移动车辆中。为了解释的简单性，这些示例指的是“瞄准镜”而不是“装置”，但应该理解，瞄准镜集成到“装置”中，或者它们本身就是“装置”。此外，为了简单起见，假定目标被简单地称为“目标”。
223.示例1
224.1.第一瞄准镜扫描一个区域并识别静止或移动的目标(即感兴趣的对象)，并且将目标的位置数据直接报告给第二瞄准镜，或者报告给与第二瞄准镜通信以便获得该位置数据的网络服务器。
225.2.第二瞄准镜获得该位置数据并提供位置移动(重新定位数据)以定位目标。
226.3.当第二瞄准镜定位目标时，第二瞄准镜安装或集成到的车辆被引导移动到新的且“更好的位置”(改进的位置)，以便第二瞄准镜观察目标。更好的位置可以由一个或多个因素来定义，例如更靠近目标、对目标的遮挡更少、处于更高的海拔以观察目标、或者处于捕获目标生物特征数据(例如，人或动物的脸)的最好位置。该改进的位置可以相对于车辆的当前位置进行改进，和/或相对于第一瞄准镜的当前位置进行改进。
227.4.第二瞄准镜还将目标位置数据直接报告给第一瞄准镜，或者报告给与第一瞄准镜通信以便获得该位置数据的网络服务器。然后，第一瞄准镜可以使用该位置数据来帮助更好地识别目标的位置数据。
228.在诸如上述卡车的车辆的情况下，其中一个瞄准镜集成到安装在卡车上的装置中，卡车操作员可以接收关于将卡车移动到哪里的指示(位置移动)，以便安装在桅杆上的瞄准镜可以更好地看到目标。一旦卡车在一个更好的位置，可能仍然需要对瞄准镜进行重新定向/重新定位。因此，用于使第二瞄准镜进入观察目标的最佳位置的过程可以包括两个独立的过程，即：(1)将车辆(第二瞄准镜安装到或集成到其中)移动到更好的位置，和(2)重新定向/重新定位第二瞄准镜。该过程可以是迭代的，因为第二瞄准镜可以随着车辆位置的改变而不断地重新定向/重新定位。
229.示例2
230.1.第一瞄准镜扫描一个区域并识别静止或移动的目标(即，感兴趣的对象)，并将该目标的位置数据直接报告给远离第一瞄准镜并包括安装或集成在其中的第二瞄准镜的
车辆，或者报告给与车辆通信以便获得该位置数据的网络服务器。
231.2.安装或集成第二瞄准镜的车辆获得该位置数据，并被提供位置移动数据，以便将车辆移动到允许第二瞄准镜观察目标的特定位置(例如，上面描述的“更好的位置”)。
232.3.然后，第二瞄准镜尝试使用来自第一瞄准镜的位置数据来定位目标。然后，车辆和/或第二瞄准镜可以以与上述示例1中描述的相同方式迭代地移动或重新定位。
233.示例2与示例1的不同之处在于，直到基于从第一瞄准镜接收的目标的位置数据将车辆首先移动到新的位置，第二瞄准镜才尝试定位目标。
234.示例3
235.该示例示出了依赖于瞄准镜网络的另一实施例，如图1a和1b所示。在该实施例中，第一瞄准镜或网络服务器知道其他瞄准镜的位置。
236.1.最初用作前导镜的第一瞄准镜扫描一个区域并识别静止或移动的目标(即，感兴趣的对象)，但是该第一瞄准镜对目标有较差的视图。
237.2.第一瞄准镜或网络服务器使用其他瞄准镜的位置来从网络中的瞄准镜中识别可能具有目标最佳视图的第二瞄准镜。
238.3.第一瞄准镜或网络服务器使用来自第一瞄准镜的位置数据指示第二瞄准镜定位目标。
239.4.然后，第二瞄准镜作为前导镜，将其新收集的目标位置数据发送给其他瞄准镜(包括第一瞄准镜)，以便其他瞄准镜能够更好地定位和跟踪目标。
240.具有最佳视图的瞄准镜可以是瞄准镜网络中的瞄准镜，该瞄准镜最接近目标，具有对目标的最少遮挡视图，处于查看目标的最佳海拔，处于捕获目标生物特征数据(例如，人或动物的脸)的最佳位置，或处于向目标或目标特定部位射出投射物(例如子弹)的最佳位置.
241.具有最佳视野的瞄准镜不一定是车载或集成在车辆上的瞄准镜。然而，如果具有最佳视野的是车载或集成在车辆上的瞄准镜，则该示例的替代实施例可以类似于示例2，其中，直到基于从第一瞄准镜接收的目标的位置数据，与被认为具有最佳视野的第二瞄准镜相关联的车辆首先移动到新位置，第二瞄准镜才尝试定位目标。
242.除了替代实施例之外，即使没有任何一个瞄准镜是车载的或集成在车辆上的，也可以实施该示例，因为车辆不是该过程的必要组件。
243.ad.瞄准镜移动和车辆移动
244.在图1
‑
8中描述的实施例中，第二瞄准镜的操作员利用指示符将第二瞄准镜从其当前目标位置重新定位，以便向由从第一瞄准镜接收的当前目标位置数据定义的目标位置移动。然而，在图9a的实施例中，一些瞄准镜不是由操作员物理移动，例如安装在车辆桅杆或固定塔上的瞄准镜。因此，在这些实施例中，第二瞄准镜使用电子控制信号从其当前目标位置重新定位该第二瞄准镜，以便向由从第一瞄准镜接收到的当前目标位置数据定义的目标位置移动。这可以包括相对于其安装物理地或电子地旋转和/或枢转第二瞄准镜，例如通过使用下面描述的云台机构，和/或通过改变第二瞄准镜的光学参数。操作员可以通过观察第二瞄准镜的显示器来指导这种重新定位运动，并使得产生适当的电子控制信号。例如，第二瞄准镜的处理器可以输出电子生成的指示符，这些指示符显示在第二瞄准镜的显示器上以类似于上面关于图1
‑
8描述的实施例的方式提示第二瞄准镜的操作员进行位置移动。然
后，操作员可以使用电子生成的指示符来对操作员控制的游戏手柄或其他指示设备(也在此称为“操作员控制的输入设备”)进行控制输入，这些输入被转换成电子控制信号以移动云台机构和/或改变第二瞄准镜的光学参数。操作员和第二瞄准镜的显示器优选地在第二瞄准镜安装或集成到其中的车辆中或附近。该实施例如图12a所示。
245.或者，没有操作员参与瞄准镜移动，并且计算的位置/重新定位移动被直接输入到处理器中以产生电子控制信号，以便相对于第二瞄准镜的安装物理地或电子地旋转和/或枢转第二瞄准镜，和/或改变第二瞄准镜的光学参数。该实施例如图12b所示。可以使用相同的处理器来计算位置移动并产生电子控制信号，或者可以使用第一处理器来计算位置移动，并且可以使用第二处理器(例如专用于云台机构的处理器)来产生电子控制信号。
246.在图9a的实施例中，可以进行两个定位改变来跟踪目标位置，即，瞄准镜安装或集成到的车辆的位置移动，以及关于瞄准镜本身的定位改变，其可以是物理的或电子的，这取决于瞄准镜集成到的装置的类型以及该瞄准镜本身的类型。关于车辆的位置移动，一个实施例可以如下操作：
247.1.网络服务器使用来自第二瞄准镜(示例1)或第一瞄准镜(示例2)的目标位置数据，基于任何先前识别的因素确定车辆的改进位置。
248.2.车辆的位置是由常规gps数据提供的。
249.3.将改进位置插入到作为目的地的常规绘图程序(例如，google maps、apple maps)中，并且可以向车辆操作员提供常规提示，以将车辆移动到改进位置，以允许第二瞄准镜从改进位置观察目标。对于越野运动应用程序，可以使用地形图，并且基于被识别为在车辆和目标位置之间的任何确定的地形障碍物，使用到可行的到改进位置的最短路径来重新定位车辆。
250.ae.海拔计算
251.如上所述，可选地使用海拔传感器来提高由gps/ins确定的海拔的精度。在替代实施例中，可以通过在地形图上叠加gps坐标来提高精度。然后将地形图上的海拔与由gps/ins确定的海拔进行比较并进行校准。例如，如果gps/ins指示10英尺的海拔，但地形图显示位置坐标在20英尺，则可以采用适当的算法来选择海拔，例如通过对两个值求平均值，或将一个值权重大于另一个值，或者如果在考虑gps/ins值中的误差后位置坐标接近临近海拔，则在地形图上考虑邻近(不同)海拔。海拔计算还应考虑装置及其相关瞄准镜的已知特性，例如安装瞄准镜的桅杆高度或瞄准镜操作员的高度。
252.af.自主车辆
253.在一个优选实施例中，车辆是由用户操作的，并且物理存在于车辆中的车辆操作员使车辆从一个位置移动到另一个位置，例如当实施上述示例1或示例2中描述的车辆移动时。然而，在替代实施例中，一个或多个车辆是自主车辆。自主车辆，也称为自动驾驶车辆、机器人车辆或无人驾驶车辆，是一种能够感知环境并在很少或不需要人工输入的情况下行驶的汽车。自主车辆结合了多种传感器来感知周围环境，如雷达、计算机视觉、激光雷达、声纳、gps、里程计和惯性测量单元。先进的控制系统解释感官信息，以识别适当的导航路径以及障碍物和相关标志(如果车辆在道路上)。
254.包括安装或集成在其中的前导镜或跟随镜的车辆可以是自主的。例如，前导镜可以搜索目标，然后包括安装或集成在其中的跟随镜的车辆可以自主地寻找目标。更具体地
说，包括安装或集成在其中的跟随镜的车辆将被移动到如上述示例1或示例2中所述的适当位置。在自动驾驶车辆实施例中，用于车辆的位置移动指令被自动实现，而不是被提供给车辆操作员执行实现。
255.ag.用于观察假定目标(“目标”)的改进位置的计算
256.具有安装或集成到其中的第二瞄准镜的车辆的改进(更好)位置将相对于车辆的第一位置或第一瞄准镜的位置满足以下一个或多个条件：
257.(i)更接近目标，
258.(ii)提供对目标的更少遮挡视野，
259.(iii)在更高的海拔观察目标，
260.(iv)位于捕获目标生物特征数据的更好位置，以及
261.(v)向目标或假定目标的特定部分发射投射物(例如子弹)的更好位置。
262.重新定位车辆的算法将根据这些条件中哪一个最重要，目标类型(也称为“目标”)以及需要对目标采取哪些行动(如果有)而有所不同。该算法还取决于例如瞄准镜光学因素和地形因素。
263.考虑一个例子，其中目标是人或动物(为了便于解释，以下描述中使用“人”)，第二瞄准镜需要看到人的面部细节以便跟踪人和/或执行人的面部识别。目的或者至少是最初的目的，不是直接到达目标，而是将目标定位在足够近的距离，以便观察目标，通常是以隐蔽的方式。因此，在瞄准镜和目标之间可能有一个应该保持的最小距离，例如50米。
264.如本领域公知的，面部识别通常涉及收集感兴趣的人的数十个面部特征(本领域中通常称为“面部标志”)，然后使用算法为该人创建面部签名。假设他们的面部签名在数据库中，然后将面部签名与已知面部的数据库进行比较，以潜在地识别该人。或者，一旦从第一瞄准镜获得面部签名，第二瞄准镜可以使用该面部签名来确认他们正在观察同一个人，或者反之亦然，而不管该人是否在已知面部的数据库中被识别。
265.面部签名和面部识别通常要求观察者(这里，瞄准镜)处于人脸的预定视角(弧)内，以便捕获成为算法输入的最小面部特征集合。因此，观察者不必正对着人脸，但观察者不能正对着人脸的背面。当然，能够捕捉到的面部特征越多，面部签名就越准确。
266.该过程的第一步是计算瞄准镜必须离人有多近，以便捕捉到足够多的面部特征，从而使算法能够获得准确的面部签名。这将取决于算法输入，因为不同的算法使用不同的面部特征，它还将取决于瞄准镜光学因素，如镜头质量、光学变焦和任何数字变焦的质量。在监视环境中部署瞄准镜之前，可以通过实验确定该距离。考虑一个例子，其中包含非常高质量光学参数的瞄准镜可以在150米的距离创建准确的面部签名。这意味着瞄准镜(以及安装或集成有瞄准镜的车辆)应该位于距离目标150米或更近的地方。
267.该过程中的第二步是计算瞄准镜应该相对于人的定位角度，使其处于预定人脸视角(弧)内并理想地指向人脸。如果这个人不是静止的，则可以使用运动检测算法来检测人的运动的大致方向，这将提供适当的视角。如果这个人是静止的，可能需要离这个人足够近以初步检测到他们的脸指向哪个方向，然后才能确定合适的视角。用于做出此确定的到人的距离通常远大于捕获面部识别算法所需的最小面部特征集合所需的距离。例如，一个人的脸指向的方向在300米距离内是可以辨别的。
268.然后使用该距离和角度数据来确定一个或多个合适的位置以重新定位该车辆，以
便该瞄准镜可以使用可用的最新目标位置数据来观察该人。一旦确定了一个位置或一组位置，就可以使用传统的gps路由技术/绘图软件来生成车辆的位置移动指令，同时也避免涉及越野驾驶方向的任何方向的地形障碍。此外，地形障碍不仅可能需要修改位置移动指令，而且还可能影响车辆重新定位的最佳位置，以便可以通过安装在或集成到车辆中的瞄准镜来观察目标。
269.当监视环境包括装置网络时，上述相同的过程也适用于在前导镜识别目标之后识别选择作为跟随镜的最佳瞄准镜，其中每个装置具有安装或集成的瞄准镜，或者其中装置本身是瞄准镜。
270.例如，考虑图11a所示的监视环境，其中有一个前导镜已经在大约500米的距离处识别出目标t。目标t正朝西南方向的一条河走去。三个跟随镜1
‑
3在监视环境中，这些跟随镜中的每一个都有能力在150米或更小的距离执行面部识别。在这个例子中，跟随镜3将被引导移动到距离当前目标位置130米的新位置，因为与跟随镜1和跟随镜2相比，跟随镜3能更快地到达合适的位置来观察目标。虽然跟随镜2最初离目标更近，但跟随镜不能足够接近距离目标150米或更短的位置，除非它需要很长的路线才能越过其中一座桥。虽然跟随镜1正好靠近其中一座桥，但它比跟随镜3离合适的观察位置更远。
271.图11b显示了与图11a类似的监视环境，不同的是，如果跟随镜3移动到图11a所示的位置，山体会阻碍目标的视线。相应地，绘图软件将跟随镜3引导至离目标也是130米的稍远位置，但那里不存在此类观察障碍物。在生成任何最终位置移动指令之前，绘图软件可按如下的迭代方式操作：
272.步骤1.计算允许瞄准镜观察目标的初始位置(例如，距离目标130米处，并且通常面向目标移动的方向，或者通常面向目标的前面)。
273.步骤2.使用地形图数据和地形障碍物数据，确定瞄准镜是否能够在初始位置实际观察到目标(例如，视线内没有丘陵/山脊、山脉、树木)。
274.步骤3.如果瞄准镜不能观察到目标，则移动到应该允许瞄准镜观察到目标的另一个附近位置，并且该位置也大于与目标的预定最小距离以便保持隐蔽监视。
275.步骤4.重复步骤2和步骤3，直到找到合适的位置。
276.步骤5.根据以下内容确定跟随镜的最佳候选者：(i)跟随镜从其各自的当前位置到达合适位置的物理能力(例如，车辆不能过河)，以及能够物理到达合适位置的瞄准镜，(ii)从各自当前位置到达合适位置所需的时间和精力。如果跟随镜是预先确定的，或者跟随镜只有一个可能候选者，则将跳过此步骤。
277.步骤6.为与所选择的跟随镜相关联的车辆生成位置移动指令。
278.以这种方式，绘图软件有效地模拟多个潜在的新位置，然后确定是否适合将车辆移动到这些新位置。当选择合适的瞄准镜时，以及当为与所选择的瞄准镜相关联的车辆生成位置移动指令时，绘图软件还优选地识别车辆不应行驶通过的区域(例如，沼泽、无路森林、崎岖地形)。
279.地形数据不仅可用于选择不受地形特征阻碍的位置，还可用于从多个无阻碍的位置中选择一个更好的位置。例如，如果有两个合适的位置都与目标大约等距，则可使用地形数据来识别海拔较高的位置，因为俯视目标通常比仰视目标是更有利的视角。
280.如果瞄准镜的潜在用途之一是向目标或目标的特定部分发射投射物(例如子弹)，
则在选择新位置时应考虑其他因素。例如，假设目标是一只大型动物，理想情况下是被装有瞄准镜的步枪击中胸部而死亡。要考虑的因素包括瞄准镜相对于目标的方向(理想情况下，瞄准镜应面向胸部区域)、造成致命射击的预期步枪射程以及应与动物保持的最小距离，以避免动物发现瞄准镜的存在。最理想地面向胸部区域的位置可以使用上述关于面部识别的类似过程来确定，其中使用已知的动物身体解剖结构来计算适当的视角。
281.在某些情况下，前导镜可能相对靠近目标，但具有部分遮挡视野，目的是定位另一个瞄准镜以具有更好的视野。例如，参考图11c，前导镜距离标只有120米，但由于其视线中的一个小山脊，目标的视野部分遮挡。在这里，绘图软件将跟随镜3引导至图11a所示的距离目标130米的相同位置。因此，当跟随镜3比前导镜离目标稍远时，跟随镜对于目标有更好的视野。或者，即使图11c中的不存在山脊，地形数据也可以指示，与前导镜的位置的海拔相比，跟随镜3的新位置在比目标更高的海拔处，并且因此跟随镜3将凭借其更高的海拔而处于更好的位置以观察目标。
282.在某些情况下，绘图软件可以确定任何跟随镜1
‑
3不可能到达的合适、无遮挡的位置来观察目标，或者到达该位置的时间和精力是不可接受的。这可能是由于无法通行的地形障碍物、目标附近的障碍物、长行进距离或安全考虑。在这种情况下，可以部署一个机载装置作为观察目标的跟随镜。参考图11d，机载装置107(无人机)如图9a所示，可以部署在离目标130米的距离上悬停在目标上空。如上所述，装置107(无人机)可以包括提供当前目标位置数据所必需的上述多个测量装置。装置107(无人机)可以从与跟随镜1
‑
3相关联的多个车辆中的一个车辆发射，或者它可以出现在与任何跟随镜1
‑
3不同的位置，但仍然在监视环境中，并准备好在必要时被部署。
283.ah.云台万向节机构
284.在一个优选实施例中，通过手部运动和身体旋转来人工移动跟随镜。在另一优选实施例中，跟随镜连接到云台机构，并通过操作员操作的游戏手柄或其他指示云台机构的指示装置(操作员控制的输入装置)移动。在又一个实施例中，通过发送的信号以完全自动化的方式移动云台机构，以定位或重新定位跟随镜以使其指向目标位置。在完全自动化的实施例中不提供操作员输入。具有云台机构的跟随镜可以车载安装(例如，在陆基车辆的桅杆顶部，连接到无人机)，或者可以安装到固定塔的顶部。
285.例如，在一个完全自动化的实施例中，一个或多个跟随镜安装到云台机构或其他指向或定向设备上，以自动地将跟随镜从其当前位置重新定位到由从前导镜接收的目标位置数据定义的目标位置。在该实施例中，用户提示可以被取消，也可以与跟随镜的自动移动结合使用。在该实施例中，前导镜和跟随镜可以被“锁定”，使得前导镜跟踪目标的每个位置移动都会自动且连续地导致一个或多个跟随镜被重新定位，以便观察由前导镜识别的目标。
286.在其中云台机构用于陆基车辆的优选实施例中，传感器被结合到精密的、陀螺稳定的、电机驱动的云台万向节中，该万向节受程序控制。万向节提供精确的运动控制，能够在平移轴和俯仰轴上实现各种运动速度和瞄准精度。万向节允许平移轴连续旋转360度，同时俯仰轴可以向下看到地平线以下45度，向上到垂直线90度。机电稳定提供稳定的视频图像。基于万向节的云台机构在本领域是公知的。美国专利申请公开号2017/0302852(lam)和2007/0050139(sidman)中描述了适用于本发明的基于万向节的云台机构的两个示例，两者
均通过引用并入本文。
287.当云台机构安装到车辆上时，需要知道车辆的方位，以便对发送给云台机构的控制信号进行适当的调整。可以使用各种技术来实现这一目标。
288.在一个实施例中，方向传感器和gps天线(多个天线)安装在云台机构移动的有效载荷上，此处是瞄准镜。这些传感器报告有效载荷相对于固定参考系的位置和方向，例如用于定位的纬度、经度和海拔，以及用于定向的航向、俯仰和滚转角。在该实施例中，所报告的车辆的位置和方向是有效载荷本身的位置和方向。
289.在另一个实施例中，方向传感器和gps天线安装到云台机构的底座上。这些传感器报告云台机构底座相对于固定参考系的位置和方向。云台机构还具有传感器，该传感器报告云台有效载荷相对于云台机构底座的方向，即平移和倾斜角度。这些平移和倾斜角度是相对于云台机构的参考或“初始”位置。然后，通过使用例如欧拉(偏航、俯仰和滚转)角或四元数的常规方法，将车辆的方向与平移角度和倾斜角度用数学方式结合起来，来计算云台有效载荷相对于固定参考系的方向。
290.在另一个实施例中，方向传感器和gps天线被安装到主车辆上。这些传感器报告车辆相对于固定参考系的位置和方向。云台机构安装在车辆上，其相对于车辆的方向可以用例如欧拉角表示。云台机构具有报告云台有效载荷相对于云台机构底座的方向(即平移角度和倾斜角度)的传感器。然后，通过将车辆的方向、云台机构的底座相对于车辆的方向、以及云台机构的平移角度和倾斜角度进行数学组合，来计算云台有效载荷相对于固定参考系的方向。
291.其他实施例可以包括分布在多个组件上的位置和方向传感器，这些组件最终可以以类似的方式组合以计算有效载荷相对于与系统中其他瞄准镜共享的固定参考系的方向。
292.云台机构也可用于前导镜，既可作为操作员控制型，也可作为完全自动化型。
293.ai.自动检测目标的其他详细信息
294.如上所述，可以使用前导镜执行自动目标检测，前导镜被编程为搜索预定目标图像，然后将任何识别出的目标的位置传送给跟随镜。在本发明的另一个实施例中，前导镜安装在车辆或桅杆上，并且前导镜被编程为以搜索模式通过指定区域移动，以使用上述自动目标检测技术寻找特定类型的目标。如果识别到目标(例如，搜索标准是搜索“人”并且识别到“人”)，则将目标坐标和可选图像信息发送给一个或多个跟随镜。如果跟随镜是手持或手控的，镜操作员将其移动到所接收到的目标位置。或者，如果跟随镜安装在云台机构上，并且是完全自动化的(没有镜操作员)，跟随镜自动移动到由前导镜指定的位置。
295.可以将各种搜索指令编程到前导镜中，例如当前导镜移动通过搜索区域时改变前导镜的特性。例如，前导镜的摄像头可以变焦，从光学切换到热敏，在指定区域的搜索过程中可以应用不同的滤光片，以增加找到符合规定要求的目标的可能性。
296.aj.基于车辆的实施例的附加流程图
297.图10是目标跟踪过程的一个优选实施例的流程图，其中用于目标跟踪的瞄准镜之一安装到车辆上或集成到车辆中。在一个优选实施例中，该过程至少通过以下步骤实现：
298.1000：识别关于由第一瞄准镜定位的假定目标的当前目标位置数据，使用第一瞄准镜中的多个测量装置识别当前目标位置数据。
299.1002：第一瞄准镜以电子方式向第二瞄准镜传送关于由第一瞄准镜识别的假定目
标的当前目标位置数据。
300.1004：第二瞄准镜使用其多个测量装置来识别第二瞄准镜的当前目标位置的当前目标位置数据。
301.1006：在第二瞄准镜的处理器中，使用其自身当前目标位置数据和从第一瞄准镜接收的当前目标位置数据，计算将第二瞄准镜从其自身当前目标位置移动到由第一瞄准镜识别的假定目标的目标位置所需的位置移动。
302.1008：第二瞄准镜的处理器输出电子产生的信号，以供第二瞄准镜用于进行位置移动。
303.1010：使用关于假定目标的当前目标位置数据，在远程服务器中计算允许所述第二瞄准镜观察假定目标的第二位置，并将该第二位置电子传送到该车辆。
304.1012：使用第一位置和第二位置在绘图软件中计算用于将车辆从第一位置移动到第二位置的位置移动指令，并将该位置移动指令传送给车辆操作员。
305.本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明的广泛发明构思的情况下对上述实施例进行改变。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例，而是旨在涵盖在本发明的精神和范围内的修改。
306.要求保护的是：