自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人飛行器圖像拍攝裝置的曝光調(diào)節(jié)技術領域，特別是涉及一種自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發(fā)展，無人機飛行設備開始進入人們的視野，逐漸深入人們的生活，并改善著人們的生活。無人機飛行器的應用范圍越來越廣，例如在航拍、測量、災害控制以及實時監(jiān)測等專業(yè)領域都有著廣泛的應用。
[0003]同時，對飛行器在高速飛行過程中畫面的抓拍數(shù)量和質(zhì)量也提出了更高的要求，特別是對于光流測量精度來說，這與相機在單位時間內(nèi)的曝光次數(shù)以及單次曝光時間密切相關，單次曝光時間的長短會影響到單位時間內(nèi)曝光的次數(shù)，單次曝光時間越長，單位時間內(nèi)曝光的次數(shù)越少，抓拍到的圖像數(shù)量越少，但由于單次曝光時間長，所以圖像質(zhì)量較高；反之，單次曝光時間越短，單位時間內(nèi)曝光的次數(shù)越多，抓拍到的圖像數(shù)量越多，但由于單次曝光時間短，所以圖像質(zhì)量較低。為了拍到滿意的圖像，圖像的質(zhì)量和數(shù)量都應達到較為理想的狀態(tài)，需要在曝光時間和曝光次數(shù)之間取一個平衡點，也就是說，需要將曝光時間調(diào)節(jié)到一個最合適的值。
[0004]目前相機曝光時間的調(diào)節(jié)有機械調(diào)節(jié)和電子調(diào)節(jié)兩種方式，但無論哪種方式都需要人為手工操作，并且需要多次的嘗試和反復調(diào)試才能夠調(diào)整到最佳的相機曝光時間。在飛行器高速飛行的過程中，相機的運動速度很快，不能進行手工調(diào)節(jié)，并且，在高速運動的過程中，隨著速度的不斷變化，需要實時適應性的改變曝光時間，否則并不能真正實現(xiàn)拍攝圖像數(shù)量和質(zhì)量均達到理想水平的目的。
[0005]鑒于上述情況，本設計人借其多年相關領域的技術經(jīng)驗以及豐富的專業(yè)知識，不斷研發(fā)改進，并經(jīng)大量的實踐驗證，提出了本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器的技術方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，在相機隨無人飛行器高速移動的過程中，能夠?qū)崟r適應性的調(diào)節(jié)相機曝光時間，保證拍攝圖像的數(shù)量和質(zhì)量。
[0007]本實用新型的另一目的在于提供一種無人飛行器，設有本發(fā)明的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，在相機隨無人飛行器高速移動的過程中，能夠?qū)崟r適應性的調(diào)節(jié)相機曝光時間，保證拍攝圖像的數(shù)量和質(zhì)量。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，包括:光流檢測處理系統(tǒng)，連接相機，接收相機拍攝的圖像數(shù)據(jù)并發(fā)出調(diào)高或調(diào)低曝光時間梯檔的指令；調(diào)節(jié)控制模塊，連接所述光流檢測處理系統(tǒng)及相機，接收所述光流檢測處理系統(tǒng)發(fā)出的調(diào)高或調(diào)低曝光時間梯檔的調(diào)控指令，調(diào)控相機的曝光時間；存儲模塊，連接所述光流檢測處理系統(tǒng)及調(diào)節(jié)控制模塊，所述存儲模塊存儲有預設的曝光時間梯檔序列值。
[0009]進一步的，上述的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，其中，所述光流檢測處理系統(tǒng)包括:高度檢測器，用于檢測相機高度；光流處理模塊，連接相機、所述高度檢測器及調(diào)節(jié)控制模塊。
[0010]進一步的，上述的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，其中，所述相機包括相機鏡片和感光元件，二者間距為焦距。
[0011 ] 進一步的，上述的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，其中，所述高度檢測器為測量所述相機鏡片到地面的高度的超聲波測距儀。
[0012]進一步的，上述的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，其中，所述高度檢測器為激光測距儀。
[0013]進一步的，上述的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置，其中，所述光流處理模塊為光流傳感處理芯片。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供了一種無人飛行器，設有上述的本發(fā)明自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置。
[0015]本實用新型的自適應調(diào)節(jié)自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器至少具有以下優(yōu)點及特點:
[0016]1、本實用新型的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器在相機隨飛行器高速移動的過程中，隨著速度的變化能夠?qū)崟r適應性的調(diào)節(jié)相機曝光時間，使曝光時間達到一個最合適的值，從而保證拍攝圖像的數(shù)量和質(zhì)量滿足要求，提升飛行拍攝的品質(zhì)水平。
[0017]2、本實用新型的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置及無人飛行器能夠在相機的飛行拍攝過程中，實現(xiàn)曝光時間的全自動智能調(diào)節(jié)，不需要現(xiàn)有技術中的人為手動調(diào)節(jié)，可快速做出反應并進行自動調(diào)節(jié)，相比現(xiàn)有技術，本實用新型可簡化相機曝光時間的調(diào)節(jié)操作，縮短調(diào)節(jié)時間，隨時保持航拍圖像的數(shù)量和質(zhì)量均處于理想狀態(tài)，從而保證拍攝品質(zhì)，提高飛行器在測量或其他應用領域的技術精度。
[0018]3、本實用新型的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置將存儲模塊、光流處理模塊以及相機等部件進行整合，各個模塊技術成熟、分工明確，使得曝光自動調(diào)節(jié)信賴度高，整體裝置運行穩(wěn)定性高。
[0019]4、本實用新型的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，本實用新型的自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的方法可實施性強，應用范圍廣。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置的模塊示意圖；
[0021]圖2為本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置的工作原理步驟示意圖；
[0022]圖3為本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置的工作流程示意圖；
[0023]圖4為本實用新型中光流檢測處理系統(tǒng)測算速率的原理示意圖。
[0024]主要元件標號說明:
[0025]10飛行器
[0026]11 相機
[0027]111相機鏡片
[0028]112感光元件
[0029]I光流檢測處理系統(tǒng)
[0030]12高度檢測器
[0031]13光流處理模塊
[0032]2調(diào)節(jié)控制模塊
[0033]3存儲模塊
[0034]F焦距
[0035]H高度
[0036]S像素移動距離
[0037]T單位時間
[0038]t曝光時間
[0039]V速率
[0040]X位移
[0041]O物體
[0042]M單位時間抓拍圖像數(shù)量
[0043]Q像素搜索范圍
[0044]u運算系數(shù)
[0045]y速度測量范圍
[0046]a速度上線系數(shù)
[0047]b速度下線系數(shù)
[0048]ya速度測量范圍上線值
[0049]yb速度測量范圍下線值
【具體實施方式】
[0050]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實施例進行詳細描述。
[0051]請參考圖1，為本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置的模塊示意圖，如圖所示，本實用新型自適應調(diào)節(jié)相機曝光時間的裝置主要包括:光流檢測處理系統(tǒng)1，連接相機11，接收相機11拍攝的圖像數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理，測得相機移動速率(即飛行速度)增大或減小，并發(fā)出調(diào)高或調(diào)低曝光時間梯檔的指令；調(diào)節(jié)控制模塊2，連接光流檢測處理系統(tǒng)I及相機11，接收光流檢測處理系統(tǒng)I發(fā)出的調(diào)高或調(diào)低曝光時間梯檔的指令，并調(diào)控相機11的曝光時間；存儲模塊3，連接調(diào)節(jié)控制模塊2，存儲模塊3存儲有預設的曝光時間梯檔序列值(tl、t2…tn，其中t為每一次