一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備及其飛行控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空和自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備及其飛行控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人機(jī)在航空拍攝、飛行表演、防災(zāi)救險(xiǎn)、科學(xué)考察等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，小型、微型無(wú)人機(jī)在遠(yuǎn)程遙控、續(xù)航時(shí)間、飛行品質(zhì)上有了明顯的突破，成為了近幾年興起的通用航空領(lǐng)域關(guān)注焦點(diǎn)，被普遍認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01310059457.5、發(fā)明名稱(chēng)為《一種基于視覺(jué)的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤與定位方法》的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種基于視覺(jué)的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤與定位方法，所述方法包括視頻處理，進(jìn)行動(dòng)態(tài)目標(biāo)的檢測(cè)和圖像跟蹤；云臺(tái)伺服控制；建立影像中目標(biāo)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境中目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步測(cè)量攝像機(jī)與動(dòng)態(tài)目標(biāo)之間的距離，完成動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確定位；無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)進(jìn)行自主跟蹤地面動(dòng)態(tài)目標(biāo)飛行。本發(fā)明完成對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)、圖像跟蹤，自動(dòng)偏轉(zhuǎn)光軸，使動(dòng)態(tài)目標(biāo)始終呈現(xiàn)在成像平面中央，在獲取無(wú)人機(jī)高度信息的基礎(chǔ)上依據(jù)建立的模型實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)人機(jī)與動(dòng)態(tài)目標(biāo)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的定位，以此作為反饋信號(hào)，形成閉環(huán)控制，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)的跟蹤飛行。然而本發(fā)明只能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的自動(dòng)跟蹤，不能在自動(dòng)跟蹤的基礎(chǔ)上完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的智能拍攝。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01410076366.7、發(fā)明名稱(chēng)為《一種無(wú)人機(jī)三維航空攝影測(cè)樹(shù)方法》的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)三維航空攝影測(cè)樹(shù)方法。采用多旋翼無(wú)人機(jī)作為遙感平臺(tái)，集3D數(shù)碼相機(jī)、差分GPS和陀螺平臺(tái)于一體，利用數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)，獲取高地面分辨率，大比例尺的低空無(wú)人遙感影像，實(shí)現(xiàn)獲取的影像資料時(shí)效性強(qiáng)，分辨率高。但本發(fā)明只是針對(duì)固定的目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行拍攝，同樣也不能完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象的智能拍攝。
[0005]現(xiàn)有的飛行拍攝設(shè)備可以通過(guò)遙感技術(shù)、自動(dòng)定位技術(shù)等組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤目標(biāo)對(duì)象，并進(jìn)行持續(xù)拍攝的功能，但是現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)追蹤目標(biāo)對(duì)象的效果單一，一般就是在遠(yuǎn)離目標(biāo)對(duì)象的預(yù)設(shè)高度和角度，按照與目標(biāo)相當(dāng)?shù)囊苿?dòng)速度進(jìn)行持續(xù)拍攝，這樣拍攝得到的視頻展示效果單一、震撼性弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備及其飛行控制方法，針對(duì)上述問(wèn)題，在傳統(tǒng)自動(dòng)跟拍目標(biāo)對(duì)象的技術(shù)基礎(chǔ)上，以豐富的拍攝模式完成智能化情景式拍攝，無(wú)需對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行手動(dòng)操縱，就能夠生成具有鏡頭感、震撼效果的拍攝成果。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備，所述飛行拍攝設(shè)備包括機(jī)架、飛行機(jī)構(gòu)、拍攝裝置和控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)還包括自動(dòng)跟蹤模塊、拍攝動(dòng)作設(shè)置模塊和拍攝策略設(shè)置模塊，
其中，所述自動(dòng)跟蹤模塊通過(guò)所述拍攝裝置識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象的移動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)航跡追蹤，跟隨拍攝； 所述拍攝動(dòng)作設(shè)置模塊預(yù)定義所述飛行拍攝設(shè)備的至少一種拍攝動(dòng)作；
所述拍攝策略設(shè)置模塊根據(jù)所述目標(biāo)對(duì)象的預(yù)設(shè)條件設(shè)置相應(yīng)的拍攝策略，滿足所述預(yù)設(shè)條件時(shí)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的所述拍攝動(dòng)作。
[0008]進(jìn)一步的，所述拍攝動(dòng)作設(shè)置模塊設(shè)置的拍攝動(dòng)作包括飛行動(dòng)作和/或云臺(tái)動(dòng)作和/或飛行動(dòng)作與云臺(tái)動(dòng)作的組合。
[0009]進(jìn)一步的，所述拍攝策略設(shè)置模塊設(shè)置的拍攝策略包括場(chǎng)景策略和/或時(shí)間策略。
[0010]進(jìn)一步的，所述飛行拍攝設(shè)備還包括仲裁機(jī)制執(zhí)行模塊，適用于當(dāng)所述場(chǎng)景策略和所述時(shí)間策略同時(shí)滿足執(zhí)行條件時(shí)，通過(guò)所述仲裁機(jī)制執(zhí)行模塊來(lái)判斷當(dāng)前的拍攝動(dòng)作。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備的飛行控制方法，包括以下步驟:
步驟(I )、通過(guò)安裝于所述飛行拍攝設(shè)備上的拍攝裝置捕捉目標(biāo)對(duì)象；
步驟(2)、當(dāng)捕捉目標(biāo)對(duì)象成功后執(zhí)行基本拍攝模式，并開(kāi)始實(shí)時(shí)判斷是否滿足相應(yīng)的拍攝策略；如果滿足，則向下執(zhí)行；反之，繼續(xù)執(zhí)行所述基本拍攝模式；
步驟(3)、控制所述飛行拍攝設(shè)備執(zhí)行所述拍攝策略的相應(yīng)拍攝動(dòng)作。
[0012]進(jìn)一步的，所述拍攝策略包括場(chǎng)景策略，以所述目標(biāo)對(duì)象的場(chǎng)景特征作為所述場(chǎng)景策略的預(yù)設(shè)條件，當(dāng)滿足某一場(chǎng)景特征時(shí)，所述飛行拍攝設(shè)備依據(jù)預(yù)設(shè)的場(chǎng)景策略實(shí)施相應(yīng)的拍攝動(dòng)作。
[0013]進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)拍攝策略包括時(shí)間策略，即以預(yù)設(shè)好的時(shí)間軸為基礎(chǔ)設(shè)置相應(yīng)的拍攝動(dòng)作。
[0014]進(jìn)一步的，還包括仲裁機(jī)制執(zhí)行步驟，即當(dāng)所述場(chǎng)景策略和所述時(shí)間策略同時(shí)滿足執(zhí)行條件時(shí)，通過(guò)執(zhí)行仲裁機(jī)制來(lái)判斷當(dāng)前的拍攝動(dòng)作。
[0015]進(jìn)一步的，所述仲裁機(jī)制優(yōu)先執(zhí)行當(dāng)前正在執(zhí)行的拍攝策略。
[0016]進(jìn)一步的，所述拍攝動(dòng)作包括飛行動(dòng)作和/或云臺(tái)動(dòng)作和/或飛行動(dòng)作與云臺(tái)動(dòng)作的組合。
[0017]本發(fā)明公開(kāi)了一種智能多模式飛行拍攝設(shè)備及其飛行控制方法，在傳統(tǒng)自動(dòng)跟蹤拍攝目標(biāo)對(duì)象的技術(shù)基礎(chǔ)上，增加較為豐富的拍攝模式，引入具有規(guī)律性的拍攝動(dòng)作與拍攝策略，不需要任何人為操作，即可智能拍攝得到具有鏡頭感、震撼效果的視頻成果。
[0018]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達(dá)到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行舉例說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。說(shuō)明書(shū)附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。顯而易見(jiàn)地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的智能多模式飛行拍攝設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的智能多模式飛行拍攝設(shè)備的飛行控制方法流程圖； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三的智能多模式飛行拍攝設(shè)備的飛行控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0021]需要說(shuō)明的是，在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱(chēng)特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱(chēng)呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求并不以名詞的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”或“包括”為一開(kāi)放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。說(shuō)明書(shū)后續(xù)描述為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明書(shū)的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0022]為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，且各個(gè)附圖并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0023]在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳述前，首先對(duì)本發(fā)明中的智能多模式飛行拍攝設(shè)備進(jìn)行一個(gè)描述。
[0024]本發(fā)明所述飛行拍攝設(shè)備以無(wú)人機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)人機(jī)”，英文縮寫(xiě)為“UAV”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為:無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人固定翼機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)等。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選的無(wú)人機(jī)為多旋翼無(wú)人機(jī)(或稱(chēng)為多旋翼飛行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼數(shù)量大于六且為偶數(shù)的無(wú)人機(jī)，