CN105979146A - 无人机的航拍控制*** - Google Patents

无人机的航拍控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机的航拍控制***，包括：基站，其用于发出初始位置信息；第一无人机和至少两个分布在第一无人机周围的第二无人机，当第一无人机接收到基站的初始位置信息后，将初始位置信息分配并发送到所述第二无人机，使每个第二无人机均分配到独立的目标位置，每个第二无人机飞行到所述第一无人机提供的目标位置后，利用第二无人机上的第一摄像头对目标进行拍摄，并将拍摄数据经第一无人机发送回基站。本发明通过第一无人机的中转控制作用，对拍摄目标定位更准确，大大提高了精确度，通过一架第一无人机操控多架第二无人机的控制***实现对目标的多角度航拍，可使多架无人机实现一人操控，节约了人力。

Description

无人机的航拍控制***
技术领域
本发明涉及无人机技术领域。更具体地说，本发明涉及一种无人机的航拍控制***。
背景技术
20世纪初工业化信息化发展迅猛，人类进入了工业4.0的新时期，随着我国进入大数据云端时代，媒体宣传建设有了新的契合点和新的突破点。无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。全***在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。
使用无人机进行小区域遥感航拍技术，在实践中取得了明显成效和经验。以无人机为空中遥感平台的微型航空遥感技术，适应国家经济和文化建设发展的需要，为中小城市特别是城、镇、县、乡等地区经济和文化建设提供了有效的遥感技术服务手段。使用无人机进行航拍不仅极大的缩小了拍摄机器的质量和体积，使原有的需要单人或双人才能使用的一台大型设备，减少成为只需一人便可以自由使用多台摄像设备，解决了大型摇臂无法达到的伸展程度和拍摄角度以及单架无人机的控制难度，同时适用于有人飞机不宜执行的任务，在突发事情应急、预警有很大的作用。
然而目前的无人机航拍技术在进行较远距离的拍摄时，常会由于距离的偏差定位不准，不方便操控实现对目标的精准的拍摄，同时较远距离的拍摄也会影响拍摄画面的传输质量与传输速度，因此本发明中研究使用无人机的航拍控制***进行航拍，通过第一无人机的中转控制作用，对拍摄目标定位更准确，大大提高了精确度，通过一架第一无人机操控多架子无人机的控制***实现对目标的多角度航拍，改变了传统的一架第一无人机只能操控一架第二无人机的模式，可使多架无人机实现一人操控，大大节约了人力，同时通过与基站配合实现无人机的自动返航充电，解决了单架无人机滞空时间短的问题，提高了拍摄画面的质量与流畅性。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种无人机的航拍控制***，通过第一无人机的中转控制作用，对拍摄目标定位更准确，大大提高了精确度，通过一架第一无人机操控多架第二无人机的控制***实现对目标的多角度航拍，可使多架无人机实现一人操控，节约了人力。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种无人机的航拍控制***，其特征在于，包括：
基站，其用于发出初始位置信息；
第一无人机和至少两个分布在所述第一无人机周围的第二无人机，当所述第一无人机接收到基站的初始位置信息后，将初始位置信息分配并发送到所述第二无人机，使每个所述第二无人机均分配到独立的目标位置，每个所述第二无人机飞行到所述第一无人机提供的目标位置后，利用所述第二无人机上的第一摄像头进行拍摄，并将拍摄数据经所述第一无人机发送回基站。
优选的是，所述第二无人机分配到目标位置前，所述第二无人机与所述第一无人机相距20～80m。
优选的是，第二无人机与第一无人机上均设置有自动返航充电模块，所述自动返航充电模块用于在第二无人机或第一无人机电量不足时使电量不足的第二无人机或第一无人机返回基站进行充电，第二无人机上设置有应急模块，其用于在所述第一无人机返航充电时，接收基站的指令信息进行航拍。
优选的是，基站包括：
可移动式平台，其包括：
起飞模块，其用于使电量充足的第一无人机与第二无人机通过弹射或直接起降方式从可移动式平台上的停机处起飞；
降落模块，其用于在电量不足的第一无人机或第二无人机返航后使可移动式平台移动，使所述第一无人机或第二无人机在所述停机处降落；
可移动式充电车，其用于为降落在所述停机处的电量不足的第二无人机或第一无人机供电。
优选的是，所述可移动式充电车上还包括控制模块，所述控制模块包括：
总控单元，其用于向第一无人机或第二无人机发送指令信息和接收传回的拍摄数据；
存储单元，其连接到所述总控单元，所述存储单元用于分别存储第二无人机传回的拍摄数据；
处理单元，其连接到所述总控单元，所述处理单元用于对拍摄数据进行编辑处理。
优选的是，第一无人机腹部设置有抛射器，所述抛射器上固定有第二摄像头；
所述第二摄像头包括摄像头、使所述摄像头拍摄的视频传输到基站的无线信号发射器以及连接在所述摄像头上的小型降落伞；
第一无人机上设置有弹射单元，所述弹射单元用于根据基站的指令信息控制所述抛射器弹射出所述第二摄像头。
优选的是，第二无人机上可伸缩的固定有旋转云台，所述第一摄像头固定在所述旋转云台上。
优选的是，所述第一摄像头的镜头为圆形，所述镜头的外部固定围设有空心圆台形的防护罩，所述防护罩的纵截面为圆形，其两端敞开，所述防护罩的面积较小的端面固定围设在所述镜头的外部，所述防护罩的面积较大的端面远离所述镜头，所述防护罩不在所述镜头的拍摄范围内，所述防护罩的***涂布有自洁涂料。
本发明至少包括以下有益效果：
1、使用无人机的航拍控制***进行拍摄，通过第一无人机的中转控制作用，由于第一无人机与第二无人机位置比基站到第二无人机位置接近得多，因此在使用导航***对航拍目标定位时更准确，在基站发出指令后再由第一无人机到在第一无人机附近的第二无人机，使指令反映更迅速，通过第一无人机的中转总用更精确的实现对第二无人机的控制，能更好的控制第二无人机到最佳位置进行拍摄，也减小了因导航***的偏移导致的***偏差，提高了精确度。通过一架第一无人机操控多架子无人机的控制***实现对目标的多角度航拍，改变了传统的一架无人机需一人操控的模式，可使多架子无人机通过母无人机实现一人操控，大大节约了人力。第二无人机分配到目标位置前，第二无人机与第一无人机相距20～80m，便于最强信号的接收，提高了控制的精确度，也使位置定位更准确。
2、第二无人机与第一无人机均设置为可充电模式，通过与基站配合实现无人机在电量不足时自动返航充电，解决了单架无人机滞空时间短的问题，提高了拍摄画面的质量与流畅性。应急模块用于在第一无人机返航充电时，直接由第二无人机接受基站的指令信息控制第二无人机进行航拍，减少了意外事件发生的概率，保证了基站对第二无人机的充分控制，避免第二无人机失控引起损失。
3、抛射器上第二摄像头的设置使第一无人机可在第一摄像头无法到达的位置上抛射摄像头，从而可从近地面的角度进行拍摄，第二摄像头固定的无线信号发射器，使第二摄像头拍摄的视频传输到基站，从而使拍摄画面更完整丰富。
4、第一摄像头固定在360°旋转的云台上，云台可伸缩的固定在第二无人机上，从而实现全角度和远近景的选择性拍摄。
5、可移动式平台与可移动式充电车配合，实现第二无人机与第一无人机的起降并为电量不足的第二无人机或第一无人机供电，当第一架第一无人机搭载第一批的多架第二无人机航拍后，若其中一架第二无人机电量不足，此架第二无人机自动返航充电后，选择适当的时机，由另一架第一无人机搭载包括此架第二无人机在内的第二批多架第二无人机并控制这一批第二无人机航拍，在第一批的第二无人机陆续返航前，若第一架第一无人机电量不足需返航充电时，基站直接对第一批的其他第二无人机进行控制，若第一批的第二无人机陆续返航充电前，第一架第一无人机未出现电量不足，则基站在第一批的所有第二无人机均返航后召回第一架第一无人机，并对第一架第一无人机进行充电。
6、防护罩罩设在镜头外部，避免在雨雪天气或其他恶劣天气下，雨滴或雪花等覆盖在镜头表面影响镜头拍摄的画面，也能起到一定的防止镜头暴晒从而延长镜头寿命的作用，防护罩的***涂布有自洁涂料，使防护罩上不易承载雨滴或雪花等，延长防护罩的使用寿命，也使防护罩保持洁净。
7、本发明的无人机的航拍控制***大大节约了人力，原本的发射车、转播车以及后期处理人员、摄像人员最多时可能需要几百人，而本套***最多只用4人便能全部展开操作，全部展开一般时间为5到10分钟，而紧急展开时间为20秒。整套***最大使用费用为10万元，假使极力推广向市场，单位或个人便可实现现场直传、高质量直播或录播。可以与第三方媒体联动，该发明可以与同套***实行联动，实现多场地直播和录播，由于本发明实现了观众自由选择观看的角度和距离，极大的提高了观众的兴趣和节约了拍摄的成本与时间，间接带动了市场的价值预期。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的无人机的航拍控制***运行的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种无人机的航拍控制***，包括：
基站，其用于发出初始位置信息；
第一无人机和至少两个分布在所述第一无人机周围的第二无人机，当所述第一无人机接收到基站的初始位置信息后，将初始位置信息随机分配并发送到所述第二无人机，使每个所述第二无人机均分配到独立的目标位置，每个所述第二无人机飞行到所述第一无人机提供的目标位置后，利用所述第二无人机上的第一摄像头进行拍摄，并将拍摄数据经所述第一无人机发送回基站。
本发明的无人机的航拍控制***使用时，可以采用子母无人机的形式，由母无人机作为第一无人机，母机搭载的两架子机均为第二无人机，当母机释放子机后，子机分布在母机周围，即第二无人机分布在第一无人机周围。也可采用第一无人机与多架第二无人机同时起飞后，第二无人机分布在第一无人机周围，通过第二无人机操作芯片上的信号发射器发射代码到第二无人机的接收器上，实现第一无人机对第二无人机的控制，使第二无人机始终在第一无人机周围飞行。
如图1所示，本发明提供一种无人机的航拍控制***运行的流程图，步骤S101基站发出初始位置信息；步骤S102当第一无人机到达基站指定位置后，第一无人机接收到基站的初始位置信息，如初始位置信息中包含两个位置坐标，将两个位置坐标随机分配并发送到两个第二无人机，每个第二无人机都分配到独立的目标位置即位置坐标；步骤S103每个第二无人机飞行到第一无人机提供的目标位置后，第二无人机上的第一摄像头开始进行拍摄，如两个第二无人机分别编号为甲、乙，分别得到拍摄数据一和拍摄数据二，并将拍摄数据一和拍摄数据二发送到第一无人机；步骤S104再由第一无人机将拍摄数据，如拍摄数据一和拍摄数据二，发送回基站。基站在观看拍摄数据一和拍摄数据二后，如发现拍摄数据一拍摄的画面中要拍摄的目标均是向左偏斜30°左右，然后基站发送第一摄像头向右偏斜30°的命令经第一无人机到达编号甲的第二无人机，第二无人机的第一摄像头向右偏斜30°后拍摄得到更好的拍摄数据。
在另一种技术方案中，所述第二无人机分配到目标位置前，所述第二无人机与第一无人机相距20～80m，优选距离为50m。以第一无人机为圆心，多架第二无人机围绕在第一无人机半径50m处，此处便于第二无人机接收第一无人机的信号，提高了对第二无人机控制的精确度，也使后续的对位置坐标的定位更准确。
在另一种技术方案中，第二无人机与第一无人机上均设置有自动返航充电模块，所述自动返航充电模块用于在第二无人机或第一无人机电量不足时使电量不足的第二无人机或第一无人机返回基站进行充电，第二无人机上设置有应急模块，其用于在所述第一无人机返航充电时，接收基站的指令信息进行航拍。当第一架第一无人机搭载第一批的多架第二无人机航拍后，若其中一架第二无人机电量不足，此架第二无人机自动返航充电后，选择适当的时机，由另一架第一无人机搭载包括此架第二无人机在内的第二批多架第二无人机并控制这一批第二无人机航拍，若需要在之前需要充电的第二无人机的位置进行拍摄，可提前控制第二批的第二无人机到达上述位置进行接续拍摄。
在第一批的第二无人机陆续返航前，若第一架第一无人机电量不足需返航充电时，基站直接对第一批的其他第二无人机进行控制，若第一批的第二无人机陆续返航充电前，第一架第一无人机未出现电量不足，则基站在第一批的所有第二无人机均返航后召回第一架第一无人机，并对第一架第一无人机进行充电。自动返航充电模块解决了单架无人机滞空时间短的问题，多个无人机按照预设顺序进行拍摄，提高了拍摄画面的质量与流畅性。
应急模块用于在第一无人机返航充电时，直接由第二无人机接受基站的指令信息控制第二无人机进行航拍，减少了意外事件发生的概率，保证了基站对第二无人机的充分控制，避免第二无人机失控引起损失。
在另一种技术方案中，基站包括：
可移动式平台，其包括：
起飞模块，其用于使电量充足的第一无人机与第二无人机通过弹射或直接起降方式从可移动式平台上的停机处起飞；
降落模块，其用于在电量不足的第一无人机或第二无人机返航后使可移动式平台移动，使所述第一无人机或第二无人机在所述停机处降落；
可移动式充电车，其用于为降落在所述停机处的电量不足的第二无人机或第一无人机供电。
在另一种技术方案中，所述可移动式充电车上还包括控制模块，所述控制模块包括：
总控单元，其用于向第一无人机或第二无人机发送指令信息和接收传回的拍摄数据；
存储单元，其连接到所述总控单元，所述存储单元用于分别存储第二无人机传回的拍摄数据；
处理单元，其连接到所述总控单元，所述处理单元用于对拍摄数据进行编辑处理。
在另一种技术方案中，第一无人机腹部设置有抛射器，所述抛射器上固定有第二摄像头；
所述第二摄像头包括摄像头、使所述摄像头拍摄的视频传输到基站的无线信号发射器以及连接在所述摄像头上的小型降落伞；
第一无人机上设置有弹射单元，所述弹射单元用于根据基站的指令信息控制所述抛射器弹射出所述第二摄像头。
在另一种技术方案中，第二无人机上可伸缩的固定有旋转云台，所述第一摄像头固定在所述旋转云台上，从而实现对目标的全角度拍摄。
同时无人机的航拍控制***还可包括：第一无人车和多个围绕第一无人车的第二无人车，第二无人车由所述第一无人车控制；当第一无人车与第二无人车均行驶到设定位置后，第一无人车控制第二无人车上的第三摄像头启动进行拍摄，并分别将拍摄的拍摄数据经第一无人车发送回基站。第一无人车和多个第二无人车在地面进行拍摄，配合第一无人机和第二无人机在空中拍摄，全***协调合作，更好的对发生事故或其他人员无法进入的目标进行拍摄。
在另一种技术方案中，所述第一摄像头的镜头为圆形，所述镜头的外部固定围设有空心圆台形的防护罩，所述防护罩的纵截面为圆形，其两端敞开，所述防护罩的面积较小的端面固定围设在所述镜头的外部，所述防护罩的面积较大的端面远离所述镜头，所述防护罩不在所述镜头的拍摄范围内，所述防护罩的***涂布有自洁涂料。
本发明的无人机的航拍控制***使用时，第一无人机与多架第一无人机从可移动式平台起飞后，第二无人机与第一无人机距离20～80m的范围内环绕在第一无人机周围，当第一无人机接收到基站的总控单元发出的初始位置信息后，将初始位置信息随机分配并发送到第二无人机，每个第二无人机均分配到独立的目标位置，每个第二无人机飞行到所述第一无人机提供的目标位置后，利用第二无人机上的第一摄像头对目标进行拍摄，并将拍摄数据经所述第一无人机发送并存储到基站的存储单元。在观看拍摄数据如发现拍摄画面的位置或角度不佳，然后基站的总控单元发送某一个或多个第二无人机调整飞行位置、飞行角度或第一摄像头调整拍摄角度的指令信息，指令信息通过第一无人机到达各个第二无人机，实现对目标的更佳拍摄。同时，地面的第一无人车和多个围绕第一无人车的第二无人车在地面对目标进行拍摄，同样将拍摄数据传输到可移动式充电车上的存储单元。经处理单元对拍摄数据即拍摄视频进行编辑处理后，即得到可直接播放或上传网络的视频。整套***方便简洁，小型化，极大的节约了室内演播厅和室外场地布置的成本，节约了网络互传的时间。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种无人机的航拍控制***，其特征在于，包括：
基站，其用于发出初始位置信息；
第一无人机和至少两个分布在所述第一无人机周围的第二无人机，当所述第一无人机接收到基站的初始位置信息后，将初始位置信息分配并发送到所述第二无人机，使每个所述第二无人机均分配到独立的目标位置，每个所述第二无人机飞行到所述第一无人机提供的目标位置后，利用所述第二无人机上的第一摄像头进行拍摄，并将拍摄数据经所述第一无人机发送回基站。
2.如权利要求1所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，所述第二无人机分配到目标位置前，所述第二无人机与所述第一无人机相距20～80m。
3.如权利要求1所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，第二无人机与第一无人机上均设置有自动返航充电模块，所述自动返航充电模块用于在第二无人机或第一无人机电量不足时使电量不足的第二无人机或第一无人机返回基站进行充电，第二无人机上设置有应急模块，其用于在所述第一无人机返航充电时，接收基站的指令信息进行航拍。
4.如权利要求3所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，基站包括：
可移动式平台，其包括：
起飞模块，其用于使电量充足的第一无人机与第二无人机通过弹射或直接起降方式从可移动式平台上的停机处起飞；
降落模块，其用于在电量不足的第一无人机或第二无人机返航后使可移动式平台移动，使所述第一无人机或第二无人机在所述停机处降落；
可移动式充电车，其用于为降落在所述停机处的电量不足的第二无人机或第一无人机供电。
5.如权利要求4所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，所述可移动式充电车上还包括控制模块，所述控制模块包括：
总控单元，其用于向第一无人机或第二无人机发送指令信息和接收传回的拍摄数据；
存储单元，其连接到所述总控单元，所述存储单元用于分别存储第二无人机传回的拍摄数据；
处理单元，其连接到所述总控单元，所述处理单元用于对拍摄数据进行编辑处理。
6.如权利要求1所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，第一无人机腹部设置有抛射器，所述抛射器上固定有第二摄像头；
所述第二摄像头包括摄像头、使所述摄像头拍摄的视频传输到基站的无线信号发射器以及连接在所述摄像头上的小型降落伞；
第一无人机上设置有弹射单元，所述弹射单元用于根据基站的指令信息控制所述抛射器弹射出所述第二摄像头。
7.如权利要求1所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，第二无人机上可伸缩的固定有旋转云台，所述第一摄像头固定在所述旋转云台上。
8.如权利要求1所述的无人机的航拍控制***，其特征在于，所述第一摄像头的镜头为圆形，所述镜头的外部固定围设有空心圆台形的防护罩，所述防护罩的纵截面为圆形，其两端敞开，所述防护罩的面积较小的端面固定围设在所述镜头的外部，所述防护罩的面积较大的端面远离所述镜头，所述防护罩不在所述镜头的拍摄范围内，所述防护罩的***涂布有自洁涂料。
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