無人機的航向生成方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機的航向生成方法，其包括以下步驟：預(yù)先取景飛行，記錄飛行航點，所述航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)和飛行高度信息；接收并記錄無人機的飛行航點；根據(jù)取景飛行的航點生成一飛行軌跡；編輯所述飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡；傳送編輯好的所述新的飛行軌跡至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行。本發(fā)明還涉及一種無人機的航向生成系統(tǒng)。
【專利說明】無人機的航向生成方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人機領(lǐng)域，特別是涉及一種無人機的航向生成方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在航拍任務(wù)中，對航拍效果起關(guān)鍵作用的一點是取景，同傳統(tǒng)的攝影攝像一樣，取景的地點，角度還有拍攝參數(shù)很大程度上決定了拍攝素材的質(zhì)量和藝術(shù)性。在傳統(tǒng)的定點攝影和攝像中，攝影師可以在固定的機位從容的調(diào)節(jié)攝像機，直到找到滿意的取景和參數(shù)再實施拍攝，完成后進入下一場景，各場景的拍攝和取景不會互相干擾。不同于傳統(tǒng)攝影攝像，在航拍攝像中，攝像機不是靜態(tài)的，而是處于一個連續(xù)的實時的運動狀態(tài)，要保證航行上每一刻的取景和參數(shù)都準確，其難度要比傳統(tǒng)的定點攝影攝像難很多，因為攝影師在航線開始后，沒有重復(fù)取景，比較的機會，一旦航線開始就要一次走完，除非多次走航線，后期剪輯。如何連續(xù)完成多個目標物體或場景的拍攝任務(wù)，飛行器及其機載航拍設(shè)備如何快速、高質(zhì)量地完成拍攝工作，這就涉及到航拍飛行器的飛行軌跡規(guī)劃，也就是航拍航線生成問題。
[0003]現(xiàn)有的航拍航線生成方法有以下兩種:一是直接由飛行操作人員進行多次試飛，再通過對比，選擇最優(yōu)航線，拍攝的時候依賴飛行操作人員的現(xiàn)場控制；二是先在地圖上設(shè)定目標航點以及拍攝角度，再通過人為操作或者計算機控制，使飛行器按一定順序完成經(jīng)過這些目標點的飛行，生成目標航線。
[0004]對于上述第一種航拍航線的生成方法，由于人員操作很難每次都達到精確和完美的效果，所以需要飛行操作人員在目標物體或場景周圍進行多次飛行拍攝，這不僅增加飛行操作的時間和雇傭飛行操作員的成本，又難以保證拍攝的質(zhì)量。具有高超熟練度的飛行員可以精確的控制航線，但這樣的操作人員非常難得，同時讓專業(yè)的攝影師和飛行員高校配合溝通也具有難度。而對于第二種方法，雖然降低了對飛行員的依賴，單由于無法所見即所得，人為在地圖上設(shè)置航點具有一定盲目性，這些航點無法保證能夠獲得最佳的拍攝距離和角度，并且無法保證連續(xù)拍攝的高效性。如果出現(xiàn)了地圖上沒有標注的物體，例如一棵樹或一棟新建筑，在地圖上規(guī)劃航線的方式會帶來安全上的隱患，例如實際飛行中撞上建筑物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種無人機的航向生成方法和系統(tǒng)，能夠代替人工在拍攝現(xiàn)場對飛機的實時精確控制，大大縮減了人為飛行操作時間，避免人為因素對航拍質(zhì)量的影響，同時，又可避免在地圖上設(shè)置航點的盲目性，從而能夠保證實現(xiàn)拍攝的最佳角度和距離和保證飛行器及其機載設(shè)備能夠快速高效地完成高質(zhì)量航拍作業(yè)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種無人機的航向生成方法，其包括以下步驟:
[0007]預(yù)先取景飛行，接收并記錄無人機的飛行航點，所述航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)和飛行高度信息；
[0008]根據(jù)取景飛行的航點生成一飛行軌跡；
[0009]編輯所述飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡；
[0010]傳送編輯好的所述新的飛行軌跡至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行。
[0011]其中，進一步包括一步驟:編輯成像裝置的姿態(tài)信息，傳送編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的姿態(tài)攝影。
[0012]其中，所述無人機上設(shè)置一個云臺，其包括至少一轉(zhuǎn)動軸，所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，編輯成像裝置的姿態(tài)信息也即編輯云臺的至少一轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度。
[0013]其中，進一步包括步驟:編輯成像裝置的拍攝參數(shù)，傳送編輯好的成像裝置的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的拍攝參數(shù)攝影。
[0014]其中，通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來定位無人機的飛行軌跡。
[0015]其中，通過各采樣點的折線來定位無人機的飛行軌跡。
[0016]其中，進一步包括步驟:記錄成像裝置拍攝的圖像信息，結(jié)合地圖顯示所述無人機在該軌跡上的一點的定位數(shù)據(jù)以及飛行高度信息，所述成像裝置的姿態(tài)信息、以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像，編輯所述新的飛行軌跡。
[0017]其中，所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，兩個斷開的節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線的方式產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。
[0018]其中，進一步包括一步驟:編輯無人機的姿態(tài)信息，傳送編輯好的無人機的姿態(tài)信息至所述無人機，以使所述無人機按編輯好的姿態(tài)飛行。
[0019]其中，所述編輯無人機的姿態(tài)信息為編輯無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。
[0020]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:一種無人機的航向生成系統(tǒng)，其包括:
[0021]一接收模塊，用于接收并記錄無人機預(yù)先飛行的飛行航點，所述飛行航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)、和無人機的飛行高度信息；
[0022]一飛行軌跡生成模塊，用于根據(jù)所述接收模塊接收的飛行航點計算所述無人機的飛行軌跡；
[0023]一飛行軌跡編輯模塊，用于編輯所述飛行軌跡生成模塊計算的所述無人機的飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡；
[0024]一發(fā)送模塊，用于傳送所述飛行軌跡編輯模塊編輯好的所述新的飛行軌跡至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行。
[0025]其中，所述無人機上設(shè)置有云臺，所述云臺用于搭載一成像裝置，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一云臺姿態(tài)編輯模塊，所述接收模塊接收并記錄成像裝置拍攝的圖像信息，所述云臺姿態(tài)編輯所述成像裝置的姿態(tài)信息。
[0026]其中，所述無人機上的云臺包括至少一轉(zhuǎn)動軸，所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，編輯成像裝置的姿態(tài)信息也即編輯所述至少一轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度。[0027]其中，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一拍攝參數(shù)編輯模塊，用于編輯所述成像裝置的拍攝參數(shù)，所述發(fā)送模塊傳送編輯好的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的拍攝參數(shù)攝影。
[0028]其中，所述飛行軌跡生成模塊通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來定位無人機的飛行軌跡。
[0029]其中，所述飛行軌跡生成模塊通過各采樣點的折線來定位無人機的飛行軌跡。
[0030]其中，所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，所述飛行軌跡編輯模塊采用兩個節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線的方式產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。
[0031]其中，所述航點進一步包括無人機的姿態(tài)信息，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一無人機姿態(tài)編輯模塊，用于編輯所述無人機的姿態(tài)信息，所述發(fā)送模塊還用于傳送所述無人機姿態(tài)編輯模塊編輯好的無人機的姿態(tài)信息至所述無人機。
[0032]其中，所述無人機姿態(tài)編輯模塊用于編輯無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的無人機的航向生成系統(tǒng)的所述飛行軌跡編輯模塊編輯所述飛行軌跡生成模塊計算的所述無人機的飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡。因此，能夠代替人工在拍攝現(xiàn)場對飛機的實時精確控制，大大縮減了人為飛行操作時間，避免人為因素對航拍質(zhì)量的影響，同時，又可避免在地圖上設(shè)置航點的盲目性，從而能夠保證實現(xiàn)拍攝的最佳角度和距離和保證飛行器及其機載設(shè)備能夠快速高效地完成高質(zhì)量航拍作業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明實施例提供的無人機的航向生成方法的流程圖。
[0035]圖2是圖1的方法生成的飛行軌跡和編輯后的軌跡圖。
[0036]圖3是本發(fā)明實施例提供的無人機的航向生成系統(tǒng)的功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，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施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0038]請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供的無人機的航向生成方法的流程圖。所述無人機上設(shè)置有云臺、GPS定位裝置、慣性測量單元、高度測量裝置等。該云臺用于搭載一成像裝置，例如攝像機、照相機、望遠鏡、遠程攝像機和測量儀等，用以實現(xiàn)所述成像裝置的固定、隨意調(diào)節(jié)所述成像裝置的姿態(tài)(例如:改變所述成像裝置的傾角和拍攝方向)，以實現(xiàn)高質(zhì)量的拍攝和/或照相等。所述云臺上也設(shè)置有一云臺姿態(tài)傳感器(GCU或頂U)，用于感測云臺的姿態(tài)。所述無人機的航向生成方法包括以下步驟:
[0039]SlOl:預(yù)先取景飛行，接收并記錄飛行航點、成像裝置的拍攝角度信息、成像裝置設(shè)置的參數(shù)、以及成像裝置拍攝的圖像信息，所述航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)、飛行高度信息；[0040]其中，本發(fā)明實施例中，無人機操作人員遙控無人機在目標附近進行飛行，采集拍攝取景的相關(guān)航點信息。在一些關(guān)鍵的地點，飛行操作人員控制無人機懸停，操作人員對無人機的位置、高度和姿態(tài)、云臺的姿態(tài)、以及成像裝置的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，類似于傳統(tǒng)的定點攝影，由于時間充裕，各場景獨立，攝影師可以完成高質(zhì)量的取景。所述無人機的GPS定位裝置用于獲取無人機的位置，所述慣性測量裝置(MU)用于采集無人機的飛行姿態(tài)。成像裝置的參數(shù)包括光圈以及快門等。
[0041]S102:根據(jù)取景飛行的航點生成一飛行軌跡；
[0042]所述無人機通過在飛行過程中，所述GPS定位裝置采集所述無人機的定位數(shù)據(jù)、所述高度測量裝置采集的無人機的飛行高度信息以及所述慣性測量裝置采集的無人機的飛行姿態(tài)來計算所述無人機的飛行軌跡。這是一種通過離散位置坐標點擬合連續(xù)軌跡的過程。一般情況下有以下兩種做法:
[0043]第一種是將相鄰位置坐標點通過直線進行連接，即線性插值法，當曲線軌跡上的采樣點足夠多時，通過各采樣點的折線可視為近似軌跡。
[0044]第二種是通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來近似定位無人機的飛行軌跡，即非線性的插值方法。目前在工程上運用比較廣泛的是多項式插值，這種方法能夠在一定程度上減少擬合曲線與實際軌跡曲線之間的誤差。
[0045]本實施例中，所述飛行軌跡為貝塞爾曲線。所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點。
[0046]本實施例中，通過地面接收端，如手機或手持裝置(如ipad)，接收并記錄所述無人機的飛行軌跡、成像裝置的拍攝角度信息、成像裝置設(shè)置的參數(shù)以及成像裝置拍攝的圖像息。
[0047]在其他實施例中，也可直接通過無人機記錄飛行航點以及成像裝置的拍攝角度信息，并傳送至電腦接收并記錄飛行航點以及成像裝置的拍攝角度信息。
[0048]在其他實施例中，所述航點也可只包括無人機的定位數(shù)據(jù)和飛行高度信息，不包括無人機的飛行姿態(tài)信息，因此，只通過所述無人機的定位數(shù)據(jù)、和飛行高度信息來計算所述無人機的飛行軌跡。
[0049]S103:編輯所述飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡；
[0050]將無人機的飛行軌跡、成像裝置的拍攝角度信息以及成像裝置拍攝的圖像信息均傳輸至一電腦。本實施例中，當所述操作員通過鼠標任意點擊飛行軌跡上的一點時，所述電腦會結(jié)合地圖顯示所述無人機在該軌跡上的一點的定位數(shù)據(jù)、飛行高度信息、無人機的姿態(tài)信息、所述成像裝置的姿態(tài)信息、所述成像裝置設(shè)置的參數(shù)、以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像。
[0051]由于所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，如圖2所示，節(jié)點1、節(jié)點2、節(jié)點3、節(jié)點4、節(jié)點5和節(jié)點6，且操作員可通過電腦觀看所述無人機在該軌跡上的任意一點的定位數(shù)據(jù)、飛行高度信息、飛行姿態(tài)信息、所述成像裝置的姿態(tài)信息、成像裝置設(shè)置的參數(shù)以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像。因此，當所述飛行軌跡不為直線的前提下，操作人員希望下次所述無人機飛行時不經(jīng)過節(jié)點2，則直接將該不欲經(jīng)過的節(jié)點的相鄰兩個節(jié)點之間，如節(jié)點I與節(jié)點3，直接直線相連，在節(jié)點I與節(jié)點3之間產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。可以理解的是，所述節(jié)點也可以為在飛行軌跡上選擇的任意一點，并不限于無人機的懸停的位置。
[0052]在其他情況下，當操作人員希望下次所述無人機飛行時不經(jīng)過節(jié)點2和節(jié)點3時，則直接將所述飛行軌跡斷開的兩個節(jié)點之間，如節(jié)點I與節(jié)點4,直接直線相連。
[0053]可以理解的是，所述編輯新飛行軌跡的方式并不限于采用直線相連的方式，也可采用任意兩個節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線等方式，以產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線，貝塞爾曲線來實現(xiàn)擬合，其原因:一是通過貝塞爾控制點可以很方便的定義曲線的軌跡，而這些控制點正好可以結(jié)合飛行器實際移動過程中的特性(如速度、方向等)，自然就達到了更貼近飛行軌跡的效果；二是在分段插值過程中貝塞爾曲線也能保持很好的平滑度，整體效果好于其它分段插值方法。
[0054]S104:編輯無人機的姿態(tài)信息；
[0055]本實施例中，所述航點還包括無人機的飛行姿態(tài)信息，編輯無人機的飛行姿態(tài)信息，如無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。本實施例中，當在其中一節(jié)點編輯了所述無人機的姿態(tài)信息時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述無人機按到編輯好的姿態(tài)動作。可以理解的是，在其他實施例中，也可以是當在其中一節(jié)點編輯了所述無人機的姿態(tài)信息時，則整個航線，所述無人機都按到編輯好的無人機的姿態(tài)動作。
[0056]S105:編輯成像裝置的姿態(tài)信息；
[0057]本實施例中，所述無人機上的云臺為三軸云臺，其包括俯仰軸、橫滾軸和航向軸。所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。針對任一節(jié)點，編輯云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)，也即，根據(jù)需求編輯三軸的轉(zhuǎn)動角度。本實施例中，當在其中一節(jié)點編輯了所述云臺的姿態(tài)信息時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述云臺按到編輯好的云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)動作?？梢岳斫獾氖牵谄渌麑嵤├校部梢允钱斣谄渲幸还?jié)點編輯了所述云臺的姿態(tài)信息時，則整個航線，所述云臺都按到編輯好的云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)動作。
[0058]在其他實施例中，所述云臺也可為單軸或兩軸。
[0059]S106:編輯成像裝置的拍攝參數(shù)；
[0060]所述成像裝置的拍攝參數(shù)包括光圈大小和快門大小等。本實施例中，當在其中一節(jié)點編輯了所述成像裝置的拍攝參數(shù)時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述成像裝置按到編輯好的拍攝參數(shù)拍攝?？梢岳斫獾氖?，在其他實施例中，也可以是當在其中一節(jié)點編輯了所述成像裝置的拍攝參數(shù)時，則整個航線，所述成像裝置都按到編輯好的拍攝參數(shù)拍攝。
[0061]S107:傳送編輯好的所述新的飛行軌跡、編輯好的無人機的姿態(tài)信息、編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息以及編輯好的所述成像裝置的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡及新的姿態(tài)飛行，所述云臺的各軸按編輯好的轉(zhuǎn)動角度旋轉(zhuǎn)，所述成像裝置按編輯好的拍攝參數(shù)進行攝影。
[0062]本實施例中，通過數(shù)據(jù)線將編輯好的所述新的飛行軌跡、編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息以及編輯好的拍攝參數(shù)傳送至所述無人機的主控制器。在其他實施方式中，也可通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送，并不限于本實施例。
[0063]請參閱圖3，本發(fā)明實施例提供的無人機的航線自動生成系統(tǒng)100，其包括一接收模塊10、一飛行軌跡生成模塊20、一飛行軌跡編輯模塊30、一無人機姿態(tài)編輯模塊40、一云臺姿態(tài)編輯模塊50、一拍攝參數(shù)編輯模塊60、以及一發(fā)送模塊70。
[0064]所述無人機上設(shè)置有云臺、GPS定位裝置、慣性測量單元、高度測量裝置等。該云臺用于搭載一成像裝置，例如攝像機、照相機、望遠鏡、遠程攝像機和測量儀等，用以實現(xiàn)所述成像裝置的固定、隨意調(diào)節(jié)所述成像裝置的姿態(tài)(例如:改變所述成像裝置的傾角和拍攝方向)，以實現(xiàn)高質(zhì)量的拍攝和/或照相等。所述云臺上也設(shè)置有一姿態(tài)傳感器(GCU/MU)，用于感測云臺的姿態(tài)。
[0065]本發(fā)明實施例中，無人機操作人員遙控無人機在目標附近進行飛行，采集拍攝取景的相關(guān)航點信息。在一些關(guān)鍵的地點，飛行操作人員控制無人機懸停，操作人員對無人機的位置和姿態(tài)、云臺的姿態(tài)、以及成像裝置的拍攝參數(shù)進行調(diào)節(jié)，類似于傳統(tǒng)的定點攝影，由于時間充裕，各場景獨立，攝影師可以完成高質(zhì)量的取景。所述無人機的GPS定位裝置用于獲取無人機的位置信息，所述慣性測量裝置用于測量無人機的飛行姿態(tài)信息。
[0066]所述無人機通過在飛行過程中，所述GPS定位裝置采集所述無人機的定位數(shù)據(jù)、所述高度測量裝置同時采集的無人機的飛行高度信息、和所述慣性測量裝置采集的無人機的飛行姿態(tài)信息。
[0067]所述接收模塊10用于接收并記錄所述無人機預(yù)先飛行的定位數(shù)據(jù)、無人機的飛行高度信息、無人機的飛行姿態(tài)信息、成像裝置的拍攝角度信息、成像裝置的拍攝參數(shù)以及成像裝置拍攝的圖像信息。
[0068]所述飛行軌跡生成模塊20用于根據(jù)所述接收模塊10接收的所述無人機的定位數(shù)據(jù)、無人機的飛行高度信息、和所述無人機的姿態(tài)信息計算所述無人機的飛行軌跡。
[0069]本實施例中，所述飛行軌跡生成模塊20通過離散位置坐標點擬合連續(xù)軌跡的方法生成飛行軌跡。具體為:
[0070]第一種是所述飛行軌跡生成模塊20將相鄰位置坐標點通過直線進行連接，即線性插值法，當曲線軌跡上的采樣點足夠多時，通過各采樣點的折線可視為近似軌跡。
[0071]第二種是所述飛行軌跡生成模塊20通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來近似定位無人機的飛行軌跡，即非線性的插值方法。目前在工程上運用比較廣泛的是多項式插值，這種方法能夠在一定程度上減少擬合曲線與實際軌跡曲線之間的誤差。
[0072]本實施例中，所述飛行軌跡為貝塞爾曲線。所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點。
[0073]在其他實施例中，所述航點也可只包括無人機的定位數(shù)據(jù)和飛行高度信息，不包括無人機的飛行姿態(tài)信息，因此，所述飛行軌跡生成模塊20只通過所述無人機的定位數(shù)據(jù)、和飛行高度信息來計算所述無人機的飛行軌跡。
[0074]所述飛行軌跡編輯模塊30用于編輯所述飛行軌跡生成模塊20計算的所述無人機的飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡。
[0075]本實施例中，當所述操作員通過鼠標任意點擊飛行軌跡上的一點時，所述電腦會結(jié)合地圖顯示所述無人機在該軌跡上的一點的定位數(shù)據(jù)、飛行高度信息、無人機的姿態(tài)信息、所述成像裝置的姿態(tài)信息、以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像。
[0076]由于所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，如圖2所示，節(jié)點
1、節(jié)點2、節(jié)點3、節(jié)點4、節(jié)點5和節(jié)點6，且操作員可通過電腦觀看所述無人機在該軌跡上的任意一點的定位數(shù)據(jù)、飛行高度信息、無人機的姿態(tài)信息、所述成像裝置的姿態(tài)信息、以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像。因此，當所述飛行軌跡不為直線的前提下，操作人員希望下次所述無人機飛行時不經(jīng)過節(jié)點2，則直接將該不欲經(jīng)過的節(jié)點的相鄰兩個節(jié)點之間，如節(jié)點I與節(jié)點3，直接直線相連，在節(jié)點I與節(jié)點3之間產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。
[0077]在其他情況下，當操作人員希望下次所述無人機飛行時不經(jīng)過節(jié)點2和節(jié)點3時，所述飛行軌跡編輯模塊30則直接將所述飛行軌跡中斷開的兩個節(jié)點之間，如節(jié)點I與節(jié)點4，直接直線相連。
[0078]可以理解的是，所述飛行軌跡編輯模塊30編輯新飛行軌跡的方式并不限于采用直線相連的方式，也可采用任意兩個節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線等方式，以產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線，貝塞爾曲線來實現(xiàn)擬合，其原因:一是通過貝塞爾控制點可以很方便的定義曲線的軌跡，而這些控制點正好可以結(jié)合飛行器實際移動過程中的特性(如速度、方向等)，自然就達到了更貼近飛行軌跡的效果；二是在分段插值過程中貝塞爾曲線也能保持很好的平滑度，整體效果好于其它分段插值方法。
[0079]所述無人機姿態(tài)編輯模塊40用于編輯所述無人機的姿態(tài)。
[0080]當所述航點還包括無人機的飛行姿態(tài)信息時，所述無人機姿態(tài)編輯模塊40編輯無人機的飛行姿態(tài)信息，如無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。本實施例中，當所述無人機姿態(tài)編輯模塊40在其中一節(jié)點編輯了所述無人機的姿態(tài)信息時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述無人機按到編輯好的姿態(tài)動作。可以理解的是，在其他實施例中，也可以是當所述無人機姿態(tài)編輯模塊40在其中一節(jié)點編輯了所述無人機的姿態(tài)信息時，則整個航線，所述無人機都按到編輯好的無人機的姿態(tài)動作。
[0081]所述云臺姿態(tài)編輯模塊50用于編輯所述成像裝置的姿態(tài)信息。
[0082]本實施例中，所述無人機上的云臺為三軸云臺，其包括俯仰軸、橫滾軸和航向軸。所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。針對任一節(jié)點，所述云臺姿態(tài)編輯模塊50參照所述接收模塊10接收并記錄所述成像裝置的拍攝角度信息、以及成像裝置拍攝的圖像信息，對所述云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)進行編輯，也即，根據(jù)需求編輯三軸的轉(zhuǎn)動角度。本實施例中，當所述云臺姿態(tài)編輯模塊50在其中一節(jié)點編輯了所述云臺的姿態(tài)信息時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述云臺按到編輯好的云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)動作。可以理解的是，在其他實施例中，也可以是當所述云臺姿態(tài)編輯模塊50在其中一節(jié)點編輯了所述云臺的姿態(tài)信息時，則整個航線，所述云臺都按到編輯好的云臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)動作。所述云臺姿態(tài)編輯模塊50也可同時在多個節(jié)點分別對所述云臺的姿態(tài)信息進行編輯，并不限于本實施例。
[0083]在其他實施例中，所述云臺也可為單軸或兩軸云臺。
[0084]所述拍攝參數(shù)編輯模塊60用于編輯所述成像裝置的拍攝參數(shù)，所述拍攝參數(shù)包括光圈大小和快門大小等。本實施例中，當所述拍攝參數(shù)編輯模塊60在其中一節(jié)點編輯了所述成像裝置的拍攝參數(shù)時，則從該節(jié)點到下一節(jié)點之間，所述成像裝置按到編輯好的拍攝參數(shù)拍攝。可以理解的是，在其他實施例中，也可以是當所述拍攝參數(shù)編輯模塊50在其中一節(jié)點編輯了所述成像裝置的拍攝參數(shù)時，則整個航線，所述成像裝置都按到編輯好的拍攝參數(shù)拍攝。
[0085]所述發(fā)送模塊70用于傳送所述飛行軌跡編輯模塊30編輯好的所述新的飛行軌跡、所述無人機姿態(tài)編輯模塊40編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息，所述云臺姿態(tài)編輯模塊50編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息以及拍攝參數(shù)編輯模塊60編輯好的成像裝置的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行，所述云臺的各軸按編輯好的轉(zhuǎn)動角度旋轉(zhuǎn)。
[0086]無人機的航向生成方法和系統(tǒng)，能夠代替人工在拍攝現(xiàn)場對飛機的實時精確控制，大大縮減了人為飛行操作時間，避免人為因素對航拍質(zhì)量的影響，同時，又可避免在地圖上設(shè)置航點的盲目性，從而能夠保證實現(xiàn)拍攝的最佳角度和距離和保證飛行器及其機載設(shè)備能夠快速高效地完成高質(zhì)量航拍作業(yè)。
[0087]在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0088]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0089]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
[0090]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM, Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0091]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無人機的航向生成方法，其包括以下步驟: 預(yù)先取景飛行，接收并記錄無人機的飛行航點，所述航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)和飛行高度信息； 根據(jù)取景飛行的航點生成一飛行軌跡； 編輯所述飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡； 傳送編輯好的所述新的飛行軌跡至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行。
2.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，進一步包括一步驟:編輯成像裝置的姿態(tài)信息，傳送編輯好的成像裝置的姿態(tài)信息至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的姿態(tài)攝影。
3.如權(quán)利要求2所述的航向生成方法，其特征在于，所述無人機上設(shè)置一個云臺，其包括至少一轉(zhuǎn)動軸，所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，編輯成像裝置的姿態(tài)信息也即編輯云臺的至少一轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度。
4.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，進一步包括步驟:編輯成像裝置的拍攝參數(shù)，傳送編輯好的成像裝置的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的拍攝參數(shù)攝影。
5.如權(quán)利要求1所述 的航向生成方法，其特征在于，通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來定位無人機的飛行軌跡。
6.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，通過各采樣點的折線來定位無人機的飛行軌跡。
7.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，進一步包括步驟:記錄成像裝置拍攝的圖像信息，結(jié)合地圖顯示所述無人機在該軌跡上的一點的定位數(shù)據(jù)以及飛行高度信息，所述成像裝置的姿態(tài)信息、以及成像裝置對應(yīng)該點時拍攝的圖像，編輯所述新的飛行軌跡。
8.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，兩個斷開的節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線的方式產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。
9.如權(quán)利要求1所述的航向生成方法，其特征在于，進一步包括一步驟:編輯無人機的姿態(tài)信息，傳送編輯好的無人機的姿態(tài)信息至所述無人機，以使所述無人機按編輯好的姿態(tài)飛行。
10.如權(quán)利要求9所述的航向生成方法，其特征在于，所述編輯無人機的姿態(tài)信息為編輯無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。
11.一種無人機的航向生成系統(tǒng)，其包括: 一接收模塊，用于接收并記錄無人機預(yù)先飛行的飛行航點，所述飛行航點包括無人機的定位數(shù)據(jù)、和無人機的飛行高度信息； 一飛行軌跡生成模塊，用于根據(jù)所述接收模塊接收的飛行航點計算所述無人機的飛行軌跡； 一飛行軌跡編輯模塊，用于編輯所述飛行軌跡生成模塊計算的所述無人機的飛行軌跡，以得到一新的飛行軌跡；一發(fā)送模塊，用于傳送所述飛行軌跡編輯模塊編輯好的所述新的飛行軌跡至所述無人機，以使所述無人機按新的飛行軌跡飛行。
12.如權(quán)利要求11所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機上設(shè)置有云臺，所述云臺用于搭載一成像裝置，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一云臺姿態(tài)編輯模塊，所述接收模塊接收并記錄成像裝置拍攝的圖像信息，所述云臺姿態(tài)編輯所述成像裝置的姿態(tài)信息。
13.如權(quán)利要求12所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機上的云臺包括至少一轉(zhuǎn)動軸，所述成像裝置設(shè)置于所述云臺可隨云臺轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，編輯成像裝置的姿態(tài)信息也即編輯所述至少一轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動角度。
14.如權(quán)利要求12所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一拍攝參數(shù)編輯模塊，用于編輯所述成像裝置的拍攝參數(shù)，所述發(fā)送模塊傳送編輯好的拍攝參數(shù)至所述無人機，以使所述成像裝置按編輯好的拍攝參數(shù)攝影。
15.如權(quán)利要求11所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行軌跡生成模塊通過對采集的離散點數(shù)據(jù)進行平滑過渡，形成一條平滑曲線來定位無人機的飛行軌跡。
16.如權(quán)利要求11所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行軌跡生成模塊通過各采樣點的折線來定位無人機的飛行軌跡。
17.如權(quán)利要求11所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行軌跡包含多個對應(yīng)于無人機懸停的位置的節(jié)點，所述飛行軌跡編輯模塊采用兩個節(jié)點之間通過編輯成貝塞爾曲線的方式產(chǎn)生光滑的優(yōu)化航線。
18.如權(quán)利要求 11所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述航點進一步包括無人機的姿態(tài)信息，所述航向生成系統(tǒng)進一步包括一無人機姿態(tài)編輯模塊，用于編輯所述無人機的姿態(tài)信息，所述發(fā)送模塊還用于傳送所述無人機姿態(tài)編輯模塊編輯好的無人機的姿態(tài)信息至所述無人機。
19.如權(quán)利要求18所述的航向生成系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機姿態(tài)編輯模塊用于編輯無人機的俯仰角信息、橫滾角信息和航向角信息。
【文檔編號】G05D1/08GK104035446SQ201410240071
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】陶冶, 宋健宇, 石仁利 申請人:深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司