CN108366188A - 无人机图像获取方法、装置及无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人机图像获取方法、装置及无人机，涉及无人机拍照技术领域，所述无人机上设置有相机模块，所述相机模块包括相机镜头、透镜组和调光部件，所述透镜组和所述调光部件相连，所述透镜组包括一个或多个透镜，所述方法包括：获取外界环境变化信息；根据所述外界环境变化信息，控制所述透镜组中的至少一个透镜至所述相机镜头前方，并控制所述调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率；启动所述相机模块获取图像。提高了图像成像的质量。
Description
技术领域
本发明涉及无人机拍照技术领域，尤其是涉及一种无人机图像获取方法、装置及无人机。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机的应用场景越来越广泛，例如：无人机拍照、无人机导航、无人机图像自动跟随、无人机全天候视觉避障等等。然而，当运用无人机过程中，无人机采集到的图像通常会因为外部环境中的光强度变化，导致图像的质量变差。例如，在白天时，无人机的相机镜头会感应到可见光和红外光，当这些光同时进入摄像机镜头时，根据光波的波长形成不同两种图像，当调节可见光的焦距后，红外光在可见光的成像平面上会形成一个虚像，从而导致图像质量变差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供无人机图像获取方法、装置及无人机，提高了图像成像的质量。
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机图像获取方法，所述无人机上设置有相机模块，所述相机模块包括相机镜头、透镜组和调光部件，所述透镜组和所述调光部件相连，所述透镜组包括一个或多个透镜，所述方法包括：获取外界环境变化信息；根据所述外界环境变化信息，控制所述透镜组中的至少一个透镜至所述相机镜头前方，并控制所述调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率；启动所述相机模块获取图像。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制所述调光部件调节相机镜头处的透镜的透光率，包括：控制所述调光部件对至少一个相机镜头前方的透镜上电；通过改变所述调光部件的电压，调节上电后的透镜的透光率。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述获取外界环境变化信息，包括：通过无人机上的检测装置获取外界环境变化信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述通过无人机上的检测装置获取外界环境变化信息，包括：通过无人机上的光敏元件获取外界环境的光强度信息；通过无人机上的测距装置获取外界物体与所述无人机的距离信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述获取外界环境变化信息，包括：通过所述相机模块拍摄图像；根据所述图像，获取外界环境变化信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在所述获取外界环境变化信息的步骤之后，所述方法还包括：根据所述外界环境变化信息，控制相机模块的补光灯进行补光。
第二方面，本发明实施例提供了一种无人机图像获取装置，所述无人机上设置有相机模块，所述相机模块包括相机镜头、透镜组和调光部件，所述透镜组与所述调光部件相连，所述透镜组包括多个透镜，所述装置包括：获取模块，用于获取外界环境变化信息；控制模块，用于根据所述外界环境变化信息，控制所述透镜组中的至少一个透镜至所述相机镜头处，并控制所述调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率；启动模块，用于启动所述相机模块获取图像。
第三方面，本发明实施例提供了一种无人机，包括：处理器，与所述处理器连接的存储器、多个驱动部件、相机镜头、透镜组、调光部件，所述透镜组分别与所述驱动部件和所述调光部件相连，所述处理器分别与所述驱动部件和所述调光部件相连，所述透镜组包括一个或多个透镜；所述驱动部件为一个或者多个；所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，所述处理器被配置成执行所述存储器中的计算机指令，以实现在无人机拍摄中通过上述实施例中任一项所述的方法提高图像质量。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述调光部件包括一电源，所述电源分别与一个或多个透镜相连。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，所述调光部件包括多个电源，所述多个电源一一与所述一个或多个透镜相连。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式，其中，所述多个透镜包括：一个或多个凸透镜、一个或多个凹透镜、一个或多个滤光片、一个或者多个偏振片。
结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第四种可能的实施方式，其中，所述一个或多个滤光片包括红外截止透镜、紫外透镜、全透光谱透镜、特殊波段光谱透镜、强光抑制透镜、全透光透镜。
本发明实施例带来了以下有益效果：在无人机的相机模块中添加透镜组，通过获取的外界环境的光强度信息，控制透镜组中的至少一个透镜至相机镜头处，并调节相机镜头处的透镜的透光率，使得当外界环境的光线进入相机镜头前，经过滤光和调节透光率的处理，提高了图像成像的质量。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的无人机图像获取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的无人机图像获取方法的应用场景示意图；
图3为本发明实施例提供的无人机图像获取装置的结构图；
图4为本发明实施例提供的无人机的结构图。
图标：
100-无人机；11-相机镜头；12-透镜组；13-调光部件；14-驱动部件；15-处理器；16-存储器；300-无人机图像获取装置；310-获取模块；320-控制模块；330-启动模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当运用无人机过程中，无人机采集到的图像通常会因为外部环境中的光强度变化，导致图像的质量变差。基于此，本发明实施例提供的一种无人机图像获取方法、装置及无人机，在无人机的相机模块中添加透镜组，通过获取的外界环境的光强度信息，控制透镜组中的至少一个透镜至相机镜头处，并调节相机镜头处的透镜的透光率，使得当外界环境的光线进入相机镜头前，经过滤光和调节透光率的处理，提高了图像成像的质量。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种无人机图像获取方法进行详细介绍，无人机100上设置有相机模块，相机模块包括相机镜头11、透镜组12和调光部件13，透镜组12和调光部件13相连，透镜组包括一个或多个透镜，参见图1所示，方法包括：
S110：获取外界环境变化信息。
作为一个实例，步骤S110，包括：通过无人机上的检测装置获取外界环境变化信息。进一步的，通过无人机上的光敏元件获取外界环境的光强度信息；通过无人机上的测距装置获取外界物体与所述无人机的距离信息。
作为另一个实例，步骤S110，包括：通过相机模块拍摄图像；根据图像，获取外界环境变化信息。其中，通过相机模块拍摄的图像可以为一张或者多张，再通过多张图象综合得到外界环境变化信息。
S120：根据外界环境变化信息，控制透镜组中的至少一个透镜至相机镜头前方，并控制调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率。
其中，多个透镜包括：凸透镜、凹透镜、滤光片、偏振片。滤光片可以包括红外截止透镜、紫外透镜、全透光谱透镜、特殊波段光谱透镜、强光抑制透镜、全透光透镜。
具体来说：由步骤S110得到的外界环境变化信息，将获取的外界环境变化信息通过处理器加工后传输给控制部件，由控制部件生成控制指令，控制透镜组中的至少一个透镜至相机镜头前方。
举例：得到外界环境变化信息，如光照强度信息，结合图2所示，在白天时，当光线强度大于第一阈值，控制红外截止滤光片至相机镜头11前方。主要因为在白天，相机镜头11可以同时感应可见光和红外光，当这些光线同时进入相机镜头11时，形成不同的靶面成像，但是，可见光的成像为彩色图像、红外光的成像为灰度图像，将可见光所成的图像调试好后，红外光在可见光形成的靶面上形成虚像，从而影响图像的颜色和质量，这时，控制红外截止滤光片至相机镜头11前方时，能够在光线进入相机镜头11时成功将红外光截止，这有可见光进入相机镜头。当光线强度低于第二阈值，这时，相机镜头前的光线可能很微弱，要想拍摄到质量好的图像，可以控制全透光谱滤光片至相机镜头11前方。同样的，在夜晚时：当光线强度大于第一阈值，控制强光抑制滤光片至相机镜头11前方，使得进入相机镜头11后的光线的强度减弱避免因强光进入相机镜头11而使得图像曝光。当光线强度小于第二阈值，控制全透光滤光片至相机镜头11前方，这时光线很微弱时，可以将让全部的光线进入到相机镜头11，进而提高图像的质量。同样的，可以根据外界环境变化信息，控制多个透镜至相机镜头前方。
举例：得到外界环境变化信息，如外界物体距离无人机的距离信息，根据距离信息，调整凸透镜或者凹透镜至相机镜头前方，用来调整光线进入相机镜头11后的聚焦，这样可以避免人工调整焦距以提高无人机照相的图像质量。
举例：得到外界环境变化信息，如光照强度信息，当某部分的亮度突然变大时，光线突然变强烈，有可能是因为受到了反光作用影响，控制偏振片至相机镜头前方。这样能有选择地让某个方向振动的光线通过，特别是在彩色和黑白摄影中常用来消除或减弱非金属表面的强反光，从而消除或减轻光斑。
在一些实施例中，控制调光部件调节相机镜头处的透镜的透光率，包括：控制调光部件对至少一个相机镜头前方的透镜上电；通过改变调光部件的电压，调节上电后的透镜的透光率。当然，控制调整部件调节相机镜头处的透镜的透光率时不只能够采用上述方式，还可以采用温控、光控、压控等等各种方式实现调节相机镜头处的透镜的透光率，本申请对此并不作限定。
值得注意的是，利用外界物体距离无人机的距离信息，还可以用来在无人机视觉避障时规划航线来达到避障的目的。
在一些实施例中，无人机图像获取方法还包括：根据外界环境变化信息，控制相机模块的补光灯进行补光。
具体来说，当根据外界环境变化信息如果需要补光时则控制开启补光灯。
S130：启动相机模块获取图像。
举例：无人机在障碍物较少的地方飞行的时候，用卫星定位进行导航，包括GPS、北斗等，当无人机从空旷地方飞到障碍物较多的地方后，比如从室外飞到室内，则需要切换到室内定位***，所述室内定位***包括惯性导航模块、相机、测高模块，这里的相机可以是双目相机或者单目相机，首先获取环境变化信息，然后切换滤光片，根据环境变化如果需要补光则开启补光灯，通过相机获取清晰图像并结合飞行高度以计算得到飞行速度，根据飞行速度值结合惯性导航模块来精确定位导航无人机。
参见图3所示，无人机图像获取装置300，无人机上设置有相机模块，相机模块包括相机镜头11、透镜组12和调光部件13，透镜组12与调光部件13相连，透镜组12包括多个透镜，无人机图像获取装置300包括：获取模块310、控制模块320和启动模块330。
其中，获取模块310，用于获取外界环境变化信息。控制模块320与获取模块310相连，用于根据外界环境变化信息，控制透镜组中的至少一个透镜至相机镜头处，并控制调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率。启动模块330与控制模块320相连，用于启动相机模块获取图像。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。另外，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
结合图4所示，无人机100，包括：处理器15，与处理器15连接的存储器16、驱动部件14、相机镜头11、透镜组12、调光部件13，透镜组12分别与驱动部件14和调光部件13相连，处理器15分别与驱动部件14和调光部件13相连，透镜组12包括一个或多个透镜；
其中，驱动部件14为一个或者多个。
举例：滤光片根据不同的特性可以分成多组。例如：根据红外波段透光性，滤光片的一组可以包含红外截止滤光片、全透光谱滤光片，根据透光率，滤光片的一组可以包含全透光滤光片、强光抑制滤光片。将同一组滤光片配备一个驱动部件14，则有几组滤光片就可以有多少个驱动部件14，同样的，凸透镜或者凹透镜可以配备一个驱动部件14，偏振片可以配备一个驱动部件14，多个驱动部件可以驱动在不同组的透镜至相机镜头11处。当然，一组透镜中可以具有多个透镜，驱动部件14在驱动时可以驱动一组透镜中的一个或者多个透镜。不同组透镜之间可以得到不同的透光特性组合。当驱动部件14只有一个时，将所有的透镜安装在驱动部件14中。
在一些实施例中，驱动部件14可以为一微型电机。
其中，存储器16用于存储一条或多条计算机指令，处理器15被配置成执行存储器16中的计算机指令，以实现在无人机拍摄中通过上述实施例中任一项所述的方法提高图像质量。存储器16可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。存储器16用于存储程序，所述处理器15在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器15中，或者由处理器15实现。
处理器15可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器15中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器15可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器16，处理器15读取存储器16中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
在一些实施例中，调光部件13包括一电源，电源分别与一个或多个透镜相连。具体来说，一个电源与透镜组12中的所有透镜相连，当想要调节透镜的透光率时，控制电源对该透镜进行上电。
在一些实施例中，调光部件13包括多个电源，所述多个电源一一与所述一个或多个透镜相连。具体来说，多个电源与一一与透镜组12中的所有透镜相连，当想要调节透镜的透光率时，控制与该透镜对应的电源对透镜进行上电。
在一些实施例中，多个透镜可以包括：一个或多个凸透镜、一个或多个凹透镜、一个或多个滤光片。
在一些实施例中，一个或多个滤光片可以包括红外截止透镜、紫外透镜、全透光谱透镜、特殊波段光谱透镜、强光抑制透镜、全透光透镜。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种无人机图像获取方法，其特征在于，所述无人机上设置有相机模块，所述相机模块包括相机镜头、透镜组和调光部件，所述透镜组和所述调光部件相连，所述透镜组包括一个或多个透镜，所述方法包括：
获取外界环境变化信息；
根据所述外界环境变化信息，控制所述透镜组中的至少一个透镜至所述相机镜头前方，并控制所述调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率；
启动所述相机模块获取图像。
2.根据权利要求1所述的无人机图像获取方法，其特征在于，所述控制所述调光部件调节相机镜头处的透镜的透光率，包括：
控制所述调光部件对至少一个相机镜头前方的透镜上电；
通过改变所述调光部件的电压，调节上电后的透镜的透光率。
3.根据权利要求1所述的无人机图像获取方法，其特征在于，所述获取外界环境变化信息，包括：
通过无人机上的检测装置获取外界环境变化信息。
4.根据权利要求3所述的无人机图像获取方法，其特征在于，所述通过无人机上的检测装置获取外界环境变化信息，包括：
通过无人机上的光敏元件获取外界环境的光强度信息；
通过无人机上的测距装置获取外界物体与所述无人机的距离信息。
5.根据权利要求1所述的无人机图像获取方法，其特征在于，所述获取外界环境变化信息，包括：
通过所述相机模块拍摄图像；
根据所述图像，获取外界环境变化信息。
6.根据权利要求1所述的无人机图像获取方法，其特征在于，在所述获取外界环境变化信息的步骤之后，所述方法还包括：
根据所述外界环境变化信息，控制相机模块的补光灯进行补光。
7.一种无人机图像获取装置，其特征在于，所述无人机上设置有相机模块，所述相机模块包括相机镜头、透镜组和调光部件，所述透镜组与所述调光部件相连，所述透镜组包括多个透镜，所述装置包括：
获取模块，用于获取外界环境变化信息；
控制模块，用于根据所述外界环境变化信息，控制所述透镜组中的至少一个透镜至所述相机镜头处，并控制所述调光部件调节相机镜头前方的透镜的透光率；
启动模块，用于启动所述相机模块获取图像。
8.一种无人机，其特征在于，包括：处理器，与所述处理器连接的存储器、驱动部件、相机镜头、透镜组、调光部件，所述透镜组分别与所述驱动部件和所述调光部件相连，所述处理器分别与所述驱动部件和所述调光部件相连，所述透镜组包括一个或多个透镜；
所述驱动部件为一个或者多个；
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，所述处理器被配置成执行所述存储器中的计算机指令，以实现在无人机拍摄中通过权利要求1至5中任一项所述的方法提高图像质量。
9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述调光部件包括一电源，所述电源分别与一个或多个透镜相连。
10.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述调光部件包括多个电源，所述多个电源一一与所述一个或多个透镜相连。
11.根据根据权利要求8-10任一项所述的无人机，其特征在于，所述多个透镜包括：一个或多个凸透镜、一个或多个凹透镜、一个或多个滤光片、一个或者多个偏振片。
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