一種伴隨拍攝飛行器的無人機航拍系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種伴隨拍攝飛行器的無人機航拍系統及方法，屬于無人機應用領域。系統包括主飛飛行器和掛載有航拍設備的伴飛無人機，還包括定位識別裝置與同步裝置；定位識別裝置獲取主飛飛行器和伴飛無人機的位置信息，計算得到兩者之間的相對位置關系；同步裝置根據相對位置關系實時規劃伴飛無人機的飛行航跡，生成控制伴飛無人機的飛行指令，控制伴飛無人機的飛行，確保相對位置關系在預設范圍內；航拍設備自動追蹤和拍攝主飛飛行器。本發明專利技術使用搭載了航拍設備的伴飛無人機來拍攝飛行過程中的主飛飛行器，引入位置識別與同步機制，有效的完成拍攝過程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無人機應用
，具體涉及。
技術介紹
隨著無人機技術的發展，航拍已經開始應用的越來越廣泛。尤其是隨著小微型無人飛行器，如四軸飛行器等已經開始廣泛的進入消費級市場，普通用戶開始越來越多的接觸到航拍市場，并且了解航拍技術。小微型無人機尤其是多旋翼式無人飛行器在航拍領域的應用大放異彩，專業人士使用其來拍攝影片、直播活動等，而普通用戶也很有興趣使用其來拍攝照片、錄制儀式等。這種應用方式的典型特征是:用戶操控無人機在空中飛行的同時，用戶還操控在無人機上搭載的拍攝設備來從空中向地面進行俯拍。通過無人機得到的拍攝內容，其角度是現有普通的地面拍攝方式難以實現的，并且全局性較好，受拍攝條件限制較少，所以航拍成果一旦進行分享，會受到廣泛關注，大受歡迎。例如:申請號為201510081882.3、專利技術名稱為《一種用于航拍云臺的拍攝裝置》的中國專利技術專利申請公開了一種用于航拍云臺的拍攝裝置，包括殼體、相機、相機安裝殼、旋轉驅動機構，所述相機安裝殼設于殼體下方，所述相機傾斜的固定安裝于相機安裝殼的內腔中，所述相機其視軸方向向下并和豎直方向成一夾角，所述相機安裝殼其對應于所述相機的鏡頭的部位開設有視口，所述旋轉驅動機構設于殼體上，所述旋轉驅動機構與所述相機安裝殼連接并驅動所述相機安裝殼相對所述殼體在水平面內旋轉。再例如，申請號為201280030283.3、專利技術名稱為《用于從航拍圖像中去除偽影的方法和設備》的中國專利技術專利申請公開一種計算機系統，用于產生感興趣區域的無偽影航拍圖像。計算機系統接收在不同時間獲得的一個或更多個輸入航拍圖像。通過將兩個或更多個輸入航拍圖像應用到偽彩色圖像的不同顏色通道輸入而產生偽彩色圖像。基于偽彩色圖像中的像素顏色，兩個或更多個輸入航拍圖像中的像素被分類為代表清楚區域、云區域或者陰影區域。通過組合來自兩個或更多個輸入航拍圖像的被分類為代表清楚區域的像素而產生輸出圖像。又或者，申請號為201410858106.5、專利技術名稱為《使地基圖像和航拍圖像對準》的中國專利技術專利申請提供了用于使從位于或接近地面水平的透視角獲取的地理區域的地基圖像與從例如傾斜透視角獲取的一組航拍圖像對準的系統和方法。但是，現有無人機航拍技術中，目前僅僅使用無人機來拍攝地面的特定目標，主要關注的是如何改進無人機航拍裝置的拍攝效果或者對航拍圖像進行圖像處理，從而改進圖像的清晰度等。隨著用戶對無人機使用的深入和需求的延伸，用戶并不滿足于僅是使用無人機來拍攝地面的特定對象。用戶發現，無人機本身的飛行過程的拍攝也是非常有趣味的。如何能夠從第三方視角對無人機的飛行過程、活動過程進行拍攝成為一個新的問題。現有技術中是通過在地面上采用遠距離、廣角度的方式進行拍攝，由于拍攝范圍大，所以基本能夠拍攝到無人機的整個飛行過程。但是這種拍攝方式導致無人機在整個取景范圍內，僅是一個很小的點，甚至在光線條件稍差的情況下，都很難從整個畫面中辨識出無人機。如果想要針對飛行中的無人機進行拍攝，那么就要解決鏡頭能夠實時相對較近距離的捕捉到無人機。但是，由于無人機本身就是一種在空中高速活動的對象，尤其是多旋翼式飛行器，其與普通固定翼飛行器不同，它的飛行過程更加靈活，空中轉向行為更加難以預料。因此，如果使用第三方的航拍設備來拍攝無人機的飛行過程是很困難的，拍攝者只能根據自己的判斷與反應來調整鏡頭的拍攝范圍，很容易丟失被拍攝對象，造成拍攝效果的不連續，甚至丟失關鍵性動作。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的是提供，使用搭載了航拍設備的伴飛無人機來拍攝飛行過程中的主飛飛行器，有效的完成飛行中的飛行器的拍攝過程。為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下:—種伴隨拍攝飛行器的無人機航拍系統，包括主飛飛行器和伴飛無人機，所述伴飛無人機上掛載有航拍設備，所述主飛飛行器和伴飛無人機分別具有第一飛行控制器和第二飛行控制器，還包括定位識別裝置與同步裝置，所述同步裝置分別與所述定位識別裝置和所述第二飛行控制器連接，其中，所述第一飛行控制器適用于控制所述主飛飛行器的飛行；所述定位識別裝置適用于獲取所述主飛飛行器和所述伴飛無人機的位置信息，計算得到兩者之間的相對位置關系；所述同步裝置適用于根據所述相對位置關系實時規劃所述伴飛無人機的飛行航跡，生成控制所述伴飛無人機的飛行指令；所述第二飛行控制器適用于接收所述同步裝置生成的飛行指令，控制所述伴飛無人機的飛行，確保所述相對位置關系在預設范圍內；所述伴飛無人機上的航拍設備適用于在所述伴飛無人機和所述主飛飛行器的相對位置關系處于預設范圍內時，自動追蹤和拍攝所述主飛飛行器。進一步的，所述定位識別裝置包括視覺傳感器，所述視覺傳感器設置于所述伴飛無人機上，其拍攝角度和位置相對固定，基于動態圖像識別實現所述伴飛無人機對所述主飛飛行器的位置識別。進一步的，所述視覺傳感器包括紅外攝像頭和/或激光攝像頭。進一步的，所述定位識別裝置包括第一 GPS單元和第二 GPS單元，其中，所述第一 GPS單元設置于所述主飛飛行器上，其適用于獲取所述主飛飛行器的位置信息；所述第二 GPS單元設置于所述伴飛無人機上，其適用于獲取所述伴飛無人機的位置信息。進一步的，所述定位識別裝置包括信標定位模塊，所述信標定位模塊包括藍牙單元和讀寫器，其中，所述藍牙單元設置于所述主飛飛行器上，所述讀寫器設置于所述伴飛無人機上。進一步的，所述定位識別裝置包括第一慣性傳感器和第二慣性傳感器，所述第一慣性傳感器設置于所述主飛飛行器上，所述第二慣性傳感器設置于所述伴飛無人機上。進一步的，所述定位識別裝置還包括切換開關，所述切換開關適用于根據具體情況自主切換至視覺傳感器、GPS單元、信標定位模塊和/或慣性傳感器中任意一種，或者任意組合，或者以其中一種定位識別方式為主，選擇另一種定位識別方式用于輔助校正。進一步的，所述定位識別裝置還包括相對位置計算單元，其適用于根據所述主飛飛行器和所述伴飛無人機的位置信息計算得到兩者之間的實際相對位置偏移量，所述同步裝置根據所述實際相對位置偏移量和預設相對位置偏移量生成所述伴飛無人機目標位置。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種伴隨拍攝飛行器的無人機航拍方法，包括以下步驟:啟動主飛與伴飛模式；獲取主飛飛行器和伴飛無人機之間的相對位置關系；根據所述相對位置關系，實時規劃所述伴飛無人機的飛行航跡；控制所述伴飛無人機的飛行，確保所述相對位置關系在預設范圍內；所述伴飛無人機自動追蹤和拍攝所述主飛飛行器。進一步的，還包括復位步驟，當所述主飛飛行器和所述伴飛無人機之間的相對位置關系不在所述預設范圍內時，啟動重置模式，恢復兩者之間的初始相對位置關系。本專利技術公開了，使用搭載了航拍設備的伴飛無人機來拍攝飛行過程中的主飛飛行器，引入位置識別與同步機制甚至鏡頭自動跟蹤技術，來確保能夠提前性的抓住被拍攝飛行器，有效的完成伴飛無人機對飛行中的主飛飛行器的拍攝過程。這種拍攝不僅能夠用于產生有欣賞價值的展示內容，同時也可以應用于對飛行目標的監控等其它衍生領域。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠使得本專利技術的技術手段更加清楚明白，達到本領域技術人員可依照說明書的內容予以實施的程度，并且為了能夠讓本專利技術的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，下面以本專利技術的【具體實施方式】進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種伴隨拍攝飛行器的無人機航拍系統，包括主飛飛行器和伴飛無人機，所述伴飛無人機上掛載有航拍設備，所述主飛飛行器和伴飛無人機分別具有第一飛行控制器和第二飛行控制器，其特征在于：還包括定位識別裝置與同步裝置，所述同步裝置分別與所述定位識別裝置和所述第二飛行控制器連接，其中，所述第一飛行控制器適用于控制所述主飛飛行器的飛行；所述定位識別裝置適用于獲取所述主飛飛行器和所述伴飛無人機的位置信息，計算得到兩者之間的相對位置關系；所述同步裝置適用于根據所述相對位置關系實時規劃所述伴飛無人機的飛行航跡，生成控制所述伴飛無人機的飛行指令；所述第二飛行控制器適用于接收所述同步裝置生成的飛行指令，控制所述伴飛無人機的飛行，確保所述相對位置關系在預設范圍內；所述伴飛無人機上的航拍設備適用于在所述伴飛無人機和所述主飛飛行器的相對位置關系處于預設范圍內時，自動追蹤和拍攝所述主飛飛行器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊珊珊，
申請(專利權)人：楊珊珊，
類型：發明
國別省市：北京;11