多視角的無人飛行器及其多視角顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無人飛行器領(lǐng)域，特別是涉及一種多視角的無人飛行器及其多視角顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前隨著無人飛行器消費(fèi)需求引爆，各種與無人飛行器相關(guān)的應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展。利用了虛擬視覺設(shè)備的主觀視角無人飛行器能夠給用戶帶來新奇的體驗，但是在具體應(yīng)用的時候，這種技術(shù)仍然還有很多不足。比如，現(xiàn)有的體驗過程中，無論是否由用戶本人同時來控制無人飛行器的飛行過程，由于主觀視角的視覺體驗也就意味著完全替換了用戶對周邊環(huán)境的觀察能力，所以為了安全起見，通常用戶必須保持一個比較安全、穩(wěn)定的姿勢不動。換句話說，由于無人飛行器上搭載的攝像頭采集到的視頻信號占用了用戶的全部注意力，導(dǎo)致用戶的移動受到限制。
[0003]另外，在現(xiàn)有的體驗過程中，由于用戶與無人飛行器上的攝像設(shè)備共享視野，也就意味著如果控制攝像設(shè)備的云臺不轉(zhuǎn)換方向則罷了，此時用戶的朝向與無人飛行器自身的方向是一致的；但是一旦通過云臺調(diào)整了攝像設(shè)備的方向，也就意味著此時用戶的觀察方向與飛行器自身的方向產(chǎn)生了偏離。這種偏離會對主觀視角下自己操控?zé)o人飛行器飛行過程的那些用戶帶來極大困擾。因為，在用戶通過虛擬視覺設(shè)備與無人飛行器共享視野的情況下，同時還利用控制臺或遙控器對無人飛行器的飛行軌跡進(jìn)行控制的情形下，此時用戶是將控制臺或遙控器上的上下左右前后方向與從視野里看到的上下左右前后相對應(yīng)的。因此，在攝像頭朝向與飛行器朝向一致的情況下，用戶還能實(shí)現(xiàn)第一視角的飛行控制，一旦攝像頭發(fā)生了角度偏轉(zhuǎn)，那么用戶就基本上沒法適應(yīng)這種角度的轉(zhuǎn)換，完全喪失對無人飛行器在空中飛行的方位感。也就是所，基于上述原因，主觀視角的無人飛行器如果想由用戶本人來做控制，那么基本上就得將云臺鎖死，完全通過飛行器的飛行來調(diào)整用戶的觀察范圍，這種方式也帶來了不便。
[0004]專利文獻(xiàn)CN102339021 A公開了一種無人機(jī)視景仿真系統(tǒng)，包括:虛擬現(xiàn)實(shí)場景處理模塊:負(fù)責(zé)根據(jù)無人機(jī)當(dāng)前的坐標(biāo)信息在全球衛(wèi)星照片數(shù)據(jù)庫及全球適量地形數(shù)據(jù)庫中查找對應(yīng)的衛(wèi)星圖片及地形數(shù)據(jù)，并對查找到的衛(wèi)星圖片及地形數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染，將渲染后得到的數(shù)據(jù)送入視景顯示模塊；真實(shí)場景處理模塊:負(fù)責(zé)將無人機(jī)回傳的當(dāng)前環(huán)境的視頻信息進(jìn)行還原，將還原后的數(shù)據(jù)送入視景顯示模塊；飛行控制數(shù)據(jù)處理模塊:負(fù)責(zé)將無人機(jī)回傳的飛行控制數(shù)據(jù)進(jìn)行還原，并通過HUD生成算法生成HUD數(shù)據(jù)，再將HUD數(shù)據(jù)送入視景顯示模塊；視景顯示模塊:負(fù)責(zé)對經(jīng)過虛擬現(xiàn)實(shí)場景處理模塊處理后的數(shù)據(jù)、經(jīng)過真實(shí)場景處理模塊處理后的數(shù)據(jù)、經(jīng)過飛行控制數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)合成輸出給顯示單元進(jìn)行顯示。該專利通過將無人機(jī)當(dāng)前真實(shí)視景環(huán)境與虛擬出來的當(dāng)前視景環(huán)境及當(dāng)前飛行控制數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)時仿真無人機(jī)當(dāng)前視景，提高無人機(jī)控制的安全性和準(zhǔn)確性。但該專利仍然是基于無人飛行器自身方向的單視角顯示，無法獲得更多方位的視角信息，特別是不能提供觀察用戶自身周圍情況的視野信息。
[0005]專利文獻(xiàn)CN104880177 A公開了一種多角度無人航測系統(tǒng)，所述多角度無人航測系統(tǒng)設(shè)置有六旋翼無人機(jī)，所述六旋翼無人機(jī)上面搭載由五個鏡頭組成的多視角傾斜相機(jī)；所述多視角傾斜相機(jī)包括:攝影單元、控制單元和掛載單元；用于獲取大視場角的影像數(shù)據(jù)的攝影單元；與所述攝影單元連接，用于為多視角傾斜相機(jī)與無人機(jī)連接提供穩(wěn)定支撐，減少無人機(jī)產(chǎn)生高頻振動的掛載單元；與所述掛載單元連接，用于實(shí)現(xiàn)攝像數(shù)據(jù)分析和存儲的控制單元；所述六旋翼無人機(jī)的包括:無人機(jī)飛行平臺系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、遙感攝影系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)；由六個螺旋槳組成，通過調(diào)節(jié)六個電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變旋翼轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)升力變化，從而控制飛行器姿態(tài)和位置的無人機(jī)飛行平臺系統(tǒng)；利用GPS/INS組合導(dǎo)航，測定出無人機(jī)中心點(diǎn)位置坐標(biāo)，配合飛控系統(tǒng)，讓無人按照規(guī)劃航線進(jìn)行飛行，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自動控制的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)；用于完成無人機(jī)的內(nèi)外回路航跡控制、無人機(jī)的導(dǎo)航、制導(dǎo)、飛行任務(wù)管理、任務(wù)載貨管理與控制，對無人機(jī)實(shí)現(xiàn)全權(quán)限控制與管理的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)；通過遙控控制器實(shí)現(xiàn)對相機(jī)或者攝像機(jī)快門自動控制，讓相機(jī)或者攝像機(jī)按照一定速率進(jìn)行拍攝的遙感攝影系統(tǒng)；通過自動測向設(shè)備、制導(dǎo)計算機(jī)、無線電信號發(fā)射機(jī)和遙控接收機(jī)、飛行控制計算機(jī)、自動駕駛儀、舵機(jī)系統(tǒng)，由無人機(jī)發(fā)射信號作為輻射源，地面站使用無線電測向設(shè)備測得無人機(jī)姿態(tài)，采用無線電應(yīng)答方式，測得無人機(jī)距離，利用高度傳感器和遙測信道測得無人機(jī)高度，從無人機(jī)的姿態(tài)、距離和高度確定無人機(jī)飛行參數(shù)的地面控制系統(tǒng)；用于實(shí)現(xiàn)所述地面控制系統(tǒng)與無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)之間通訊的信號傳輸系統(tǒng)。該專利提供的多角度無人航測系統(tǒng)，搭載5鏡頭傾斜相機(jī)的六旋翼航測無人機(jī)通過在六旋翼無人機(jī)平臺上搭載多臺相機(jī)，能夠同時從多個角度采集地面影像，從而克服了傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)只能從垂直角度進(jìn)行拍攝的局限性，能夠更加真實(shí)地反映地物的實(shí)際情況，彌補(bǔ)了正射影像的不足，通過整合POS，DSM及矢量等數(shù)據(jù)，建立基于影像密集匹配的三維建模技術(shù)，快速高效的建立數(shù)字城市模型，大大降低了三維建模工作成本。但其無法提供用戶實(shí)時的多視角的飛行控制顯示，僅是建立了三維的多角度的影像，更無法提供觀察用戶自身周圍情況的視野信息。
[0006]現(xiàn)本領(lǐng)域急需要解決的技術(shù)問題，其具體需求如下:
[0007]1.向用戶至少展示兩種信息，用于操控飛行器的視野以及用于觀察的視野，對于操控?zé)o人飛行器的用戶來說，能夠幫助用戶自身對飛行器進(jìn)行控制的信息以及協(xié)助用戶能夠看到更多方位展示內(nèi)容的信息都非常重要，需要一種同時向用戶提供兩種以上信息內(nèi)容的，主觀視角的無人飛行器。
[0008]2.向用戶展示用戶自身周邊的信息，進(jìn)一步提供給用戶一個觀察用戶自身周圍情況的視野信息。
[0009]在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明公開了一種多視角的無人飛行器，所述無人飛行器包括攝像模塊和虛擬視覺模塊，所述攝像模塊至少包括第一攝像設(shè)備和第二攝像設(shè)備，其中，所述第一攝像設(shè)備拍攝與所述無人飛行器的自身方向始終一致的第一視角信號；所述第二攝像設(shè)備拍攝不同于所述自身方向的第二視角信號；所述虛擬視覺模塊接收并同時顯示分別來自第一攝像設(shè)備和第二攝像設(shè)備的所述第一視角信號和所述第二視角信號。
[0012]優(yōu)選地，所述第二攝像設(shè)備拍攝在不同的角度和/或位置變化的第二視角信號。
[0013]優(yōu)選地，所述虛擬視覺模塊在屏幕上并列地或以畫中畫的形式顯示來自所述第一視角信號的第一圖像和來自所述第二視角信號的第二圖像并可對任一個圖像進(jìn)行大小比例切換。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明公開了一種多視角的無人飛行器，所述無人飛行器包括用于提供視角的攝像模塊和虛擬視覺模塊，所述攝像模塊至少包括第一攝像設(shè)備、第二攝像設(shè)備和第三攝像設(shè)備，其中，所述第一攝像設(shè)備拍攝與所述無人飛行器的自身方向始終一致的第一視角信號；所述第二攝像設(shè)備拍攝不同于所述自身方向的第二視角信號；所述第三攝像設(shè)備拍攝始終指向用戶的第三視角信號，所述虛擬視覺模塊接收且同時顯示分別來自所述第一攝像設(shè)備、第二攝像設(shè)備和第三攝像設(shè)備的第一視角信號、第二視角ig號和第二視角ig號。
[0015]優(yōu)選地，安裝在所述無人飛行器上的云臺可調(diào)整安裝在其上的所述第二攝像設(shè)備。
[0016]優(yōu)選地，所述無人飛行器包括拍攝控制模塊，所述拍攝控制模塊控制所述云臺調(diào)整所述第二攝像設(shè)備的位置和/或角度。
[0017]優(yōu)選地，所述第二攝像設(shè)備拍攝始終指向用戶的第二視角信號。