CN109121434B - 无人机交互拍摄***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人机交互拍摄***及方法,所述***包括无人机、摄像组件和控制组件,所述摄像组件的一端可转动地连接至所述无人机的一侧;其中所述控制组件包括、控制指令库、图像处理模块、指令判定模块以及指令执行模块,所述指令执行模块根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件。本发明提供了一种基于无人机实现交互拍摄的技术方案,摄像组件自动获取拍摄图像并由控制组件自动分析得到待执行的用户动作特征,根据待执行的用户动作特征解读用户需要的控制指令,由此用户可以直接通过动作对无人机进行飞行控制和对摄像组件进行拍摄控制,从而实现拍摄功能,在任何场合均能够轻松实现满足需求的拍摄,提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及无人机控制技术领域,尤其涉及一种用户通过动作直接控制的无人机交互拍摄***及方法。
背景技术
无人机即无人驾驶飞机,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制操纵的不载人飞机。由于近年来无人机技术的迅速发展,其已经广泛应用于各个领域。
现有的无人机拍摄可分为商用航拍及个人娱乐自拍两大部分,目前均采用遥控器或手持移动设备中的应用程序进行操控。然而在使用无人机进行个人娱乐自拍时,用户往往要同时兼顾无人机和遥控器两方面,操作起来并不方便。例如,在拍摄聚会团体照时,常常会因为用户需要观察手持移动设备中的应用程序画面,而导致无法拍到自己清晰的面部,或拍摄运动跳跃自拍摄时,因为手中的遥控器而无法做出满意的动作,影响拍摄效果。
另外,考虑到无人机自身重量和尺寸等因素,小型化自拍无人机往往电量比较少、续航时间短,从而影响拍摄乐趣,无法满足当前用户的使用需求。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明的目的在于提供一种无人机交互拍摄***及方法,用户可以直接通过动作对无人机进行飞行控制和对摄像组件进行拍摄控制,从而实现拍摄功能,提高了拍摄效果。
本发明实施例提供一种无人机交互拍摄***,所述***包括无人机、摄像组件和控制组件,所述摄像组件的一端可转动地连接至所述无人机的一侧;其中所述控制组件包括:
控制指令库,用于存储预设的各种用户动作特征与各种控制指令的映射关系,所述控制指令包括无人机控制指令和/或摄像组件控制指令;
图像处理模块,用于对所述摄像组件的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;
指令判定模块,用于根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及
指令执行模块,用于根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件。
可选地,所述摄像组件包括摄像设备和摄像支架,所述摄像设备设置于所述摄像支架中,且所述摄像支架的一端可转动地连接至所述无人机的一侧;
所述***还包括一显示设备,所述显示设备可拆卸或固定地安装于所述摄像支架的另一端。
可选地,所述显示设备包括阵列式显示屏和第一显示控制单元;所述第一显示控制单元获取所述摄像设备的拍摄图像,并通过所述阵列式显示屏进行显示。
可选地,所述显示设备包括点阵式显示屏和第二显示控制单元;所述第二显示控制单元获取所述指令判定模块查找得到的控制指令,并控制所述点阵式显示屏显示与所述查找得到的控制指令相关联的用户提示信息。
可选地,所述摄像支架的一端设置为凸块,所述无人机的一侧设置有一与所述凸块形状相适应的凹槽;所述摄像支架的凸块嵌设于所述无人机的凹槽中;
所述无人机的下表面为一平面,所述无人机的下表面包括一摄像支架对应区,所述无人机的凹槽的两侧面垂直于所述无人机的下表面,且所述摄像支架的凸块在所述无人机的凹槽中可转动,以使得所述摄像支架可在与所述无人机的下表面垂直以及与所述摄像支架对应区贴合的角度范围内转动。
可选地,所述无人机的下表面还包括一储电设备对应区,且所述储电设备对应区与所述摄像支架对应区无交叉;
所述***还包括一储电设备,所述储电设备可拆卸或固定地安装于所述无人机的下表面,且所述储电设备贴合所述储电设备对应区。
可选地,所述摄像支架包括第一支臂、第二支臂和第三支臂,所述第一支臂的一侧连接至所述凸块,且所述第一支臂的另一侧设置有一第一插槽,所述第二支臂的一端和第三支臂的一端分别连接至所述第一支臂的两端,且所述第二支臂和第三支臂均垂直于所述第一支臂,所述第二支臂的另一端设置有一第二插槽,所述第三支臂的另一端设置有一第三插槽;
所述显示设备的一侧***所述第一插槽中,所述显示设备的另一侧***所述第二插槽和所述第三插槽中。
可选地,还包括语音获取设备,所述语音获取设备用于获取用户的语音数据;
所述控制指令库还用于存储预设的各种语音关键词与各种控制指令的映射关系;
所述控制组件还包括语音处理模块,所述语音处理模块用于提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词;
所述指令判定模块还用于根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令。
可选地,所述语音处理模块还用于获取所述用户的语音数据中用户的声纹特征,并判断所述用户的声纹特征是否为预存指定声纹特征;
如果所述用户的声纹特征为预设允许声纹特征,则所述指令判定模块提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词,并根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;
如果所述用户的声纹特征不为预设允许声纹特征,则所述指令判定模块忽略所述用户的声纹特征,不进行提取语音关键词处理。
可选地,所述图像处理模块还用于获取所述摄像组件的拍摄图像中用户的生理特征,并判断用户的生理特征是否为预存指定生理特征;
如果所述用户的生理特征为预存指定生理特征,则所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;
如果所述用户的生理特征不为预存指定生理特征,则所述指令判定模块忽略所述待执行的用户动作特征,不进行查找控制指令处理。
可选地,所述无人机控制指令包括无人机平移指令、无人机转动指令、无人机开机指令和无人机关机指令中的至少一种;所述摄像组件控制指令包括摄像组件转动指令、拍摄参数调整指令、拍摄开始指令和拍摄停止指令中的至少一种。
可选地,所述控制指令还包括:
第一模式选择指令,指示所述控制组件进入第一模式,在所述第一模式下,所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的无人机控制指令,并根据查找得到的无人机控制指令控制所述无人机;
第二模式选择指令,指示所述控制组件进入第二模式,在所述第二模式下,所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的摄像组件控制指令,并根据查找得到的摄像组件控制指令控制所述摄像组件。
可选地,所述控制指令还包括:
全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机以预设速度在(0,α)角度范围内持续移动,α为预设全景拍摄最大角度。
可选地,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述摄像组件检测用户的位置;
所述无人机以用户的位置为起始点,在同一水平面内向一侧转动α/n,其中n为第一预设分割值,且n>1;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机在同一水平面内以预设速度匀速向另一侧转动α;
所述无人机停止转动后,所述摄像组件停止拍摄。
可选地,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为圆心,以L/m为半径生成角度为α的第一扇形,且待拍摄物位于所述第一扇形的圆弧上,其中m为第二预设分割值,且m>1;
所述指令执行模块生成与所述第一扇形相对的第二扇形,所述第二扇形的两侧边分别为所述第一扇形的两侧边的反向延长线,且所述第二扇形的半径为(m-1)L/m,角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二扇形的圆弧的一端沿该圆弧的轨迹移动至该圆弧的另一端;
所述无人机移动至所述第二扇形的圆弧的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
可选地,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为顶点,以L/m为腰的长度,生成顶角角度为α的第一等腰三角形,且待拍摄物位于所述第一等腰三角形的底边上,其中m为第二预设分割值,且m>1;
所述指令执行模块生成与所述第一等腰三角形相对的第二等腰三角形,所述第二等腰三角形的两腰分别为所述第一等腰三角形的两腰的反向延长线,且所述第二等腰三角形的腰的长度为(m-1)L/m,顶角角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二等腰三角形的底边的一端沿该底边的轨迹移动至该底边的另一端;
所述无人机移动至所述第二等腰三角形的底边的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
可选地,所述控制指令还包括:
第三模式选择指令,指示所述控制组件进入第三模式,在所述第三模式下,所述指令执行模块控制所述摄像组件在预设等待时间后进行拍摄。
可选地,所述控制指令还包括:
第四模式选择指令,指示所述控制组件进入第四模式,在所述第四模式下,所述指令执行模块通过所述摄像组件检测用户的位置,且控制所述无人机和所述摄像组件自动根据所述用户的位置移动,以使得所述摄像组件持续对用户进行拍摄。
可选地,所述第四模式下,所述指令执行模块获取用户的位置变化加速度,当用户的位置变化加速度超过预设加速度阈值时,所述指令执行模块向外部发出报警信号。
可选地,所述无人机上还设置有至少一个距离传感器,所述控制组件还包括障碍计算模块,所述障碍计算模块用于获取所述距离传感器的障碍物探测数据;
所述待执行控制指令中包含无人机移动指令,且所述障碍计算模块判断所述无人机移动指令中移动方向上的障碍物与所述无人机之间的距离小于预设安全阈值时,取消所述无人机移动指令,并向外部发出限值提醒信号。
本发明还提供一种无人机交互拍摄方法,采用所述的无人机交互拍摄***,所述方法包括如下步骤:
所述摄像组件获取拍摄图像;
所述图像处理模块对所述摄像组件的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;
所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及
所述指令执行模块根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件。
可选地,所述控制指令还包括全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下步骤进行全景照片拍摄:
所述摄像组件检测用户的位置;
所述无人机以用户的位置为起始点,在同一水平面内向一侧转动α/n,其中n为第一预设分割值,且n>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机在同一水平面内以预设速度匀速向另一侧转动α;
所述无人机停止转动后,所述摄像组件停止拍摄。
可选地,所述控制指令还包括全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为圆心,以L/m为半径生成角度为α的第一扇形,且待拍摄物位于所述第一扇形的圆弧上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一扇形相对的第二扇形,所述第二扇形的两侧边分别为所述第一扇形的两侧边的反向延长线,且所述第二扇形的半径为(m-1)L/m,角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二扇形的圆弧的一端沿该圆弧的轨迹移动至该圆弧的另一端;
所述无人机移动至所述第二扇形的圆弧的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
可选地,所述控制指令还包括全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为顶点,以L/m为腰的长度,生成顶角角度为α的第一等腰三角形,且待拍摄物位于所述第一等腰三角形的底边上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一等腰三角形相对的第二等腰三角形,所述第二等腰三角形的两腰分别为所述第一等腰三角形的两腰的反向延长线,且所述第二等腰三角形的腰的长度为(m-1)L/m,顶角角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二等腰三角形的底边的一端沿该底边的轨迹移动至该底边的另一端;
所述无人机移动至所述第二等腰三角形的底边的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
本发明所提供的无人机交互拍摄***及方法具有下列优点:
本发明提供了一种用户通过动作直接控制的技术方案,摄像组件自动获取拍摄图像并由控制组件自动分析得到待执行的用户动作特征,根据待执行的用户动作特征解读用户需要的控制指令,由此用户可以直接通过动作对无人机进行飞行控制和对摄像组件进行拍摄控制,从而实现拍摄功能,在任何场合均能够轻松实现满足需求的拍摄,提升了用户体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明一实施例的无人机交互拍摄***的结构框图;
图2是本发明一实施例的采用阵列式显示屏的无人机交互拍摄***的结构示意图;
图3是本发明一实施例的采用点阵式显示屏的无人机交互拍摄***的结构示意图;
图4是本发明一实施例的调整无人机位置的示意图;
图5是本发明一实施例的调整摄像组件角度的示意图;
图6~7是本发明一实施例的手势控制的示意图;
图8是本发明一实施例的采用外置显示设备的结构示意图;
图9是本发明一实施例的显示设备收起时的结构示意图;
图10是本发明一实施例的无人机不使用时的底面示意图;
图11是本发明一实施例的储电设备的结构示意图;
图12是本发明一实施例的无人机充电时的状态示意图;
图13是本发明一实施例的无人机充电过程的流程图;
图14是本发明一实施例的通过语音控制无人机位置的示意图;
图15是本发明一实施例的增加语音控制的无人机交互拍摄***的结构示意图;
图16是本发明一实施例的用户声纹验证的流程图;
图17是本发明一实施例的用户生理特征验证的流程图;
图18~20是本发明一实施例的无人机交互拍摄方法的流程图;
图21是本发明一实施例的全景拍摄的流程图;
图22是本发明一实施例的全景拍摄时无人机转动的示意图;
图23是本发明一实施例的全景拍摄时无人机沿圆弧轨迹移动的示意图;
图24是本发明一实施例的全景拍摄时无人机沿直线轨迹移动的示意图;
图25是本发明一实施例的无人机自动跟踪用户位置的流程图;
图26是本发明一实施例的无人机自动障碍物躲避的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。
如图1所示,本发明实施例提供一种无人机交互拍摄***,所述***包括无人机200、摄像组件300和控制组件100,所述摄像组件300的一端可转动地连接至所述无人机200的一侧;其中所述控制组件100包括:控制指令库110,用于存储预设的各种用户动作特征与各种控制指令的映射关系,所述控制指令包括无人机控制指令和/或摄像组件控制指令;图像处理模块120,用于对所述摄像组件300的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;指令判定模块130,用于根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及指令执行模块140,用于根据查找得到的控制指令控制所述无人机200和/或所述摄像组件300。
此处的用户动作特征优选为用户的手势,即采用不同的手势可以获得不同的控制指令,然而在实际应用中,也可以采用其他的用户动作特征,如用户眼神,用户点头、摇头,用户大笑等,例如可以设置捕捉到用户大笑的画面时即进行拍摄,从而可以实现用户笑容的自动捕捉,等等。下文中的实施例介绍多基于用户的手势进行控制,然而可以理解的是,采用其他用户动作特征,也属于本发明的保护范围之内。
如图2所示,为本发明一实施例的无人机交互拍摄***的结构示意图。其中示出了无人机200,无人机200的一侧可转动地安装有一摄像组件300,所述摄像组件300包括摄像设备320和摄像支架310,所述摄像设备320设置于所述摄像支架310中,且所述摄像支架310的一端可转动地连接至所述无人机200的一侧;进一步地,所述***还可以包括一显示设备330,所述显示设备330可拆卸或固定地安装于所述摄像支架310的另一端。
为了方便所述控制组件100对所述无人机200和/或摄像组件300进行控制,所述控制组件100可以设置在无人机200的内部,或设置在无人机200的表面,或设置在其他位置处,均属于本发明的保护范围之内。所述指令执行模块140可以直接与所述无人机200的控制器进行通信,也可以与所述摄像组件300进行无线通信,从而实现控制指令的传递和反馈。
所述显示设备330可以根据需要显示供用户查看的内容,图2和图3中给出了显示设备330的两种设置方式。
图2中示出的显示设备330中包括阵列式显示屏和第一显示控制单元;所述第一显示控制单元获取所述摄像设备320的拍摄图像,并通过所述阵列式显示屏进行显示。阵列式显示屏可以包括但不限于彩色LCD屏幕,用户可以通过显示屏实时观察自拍画面。
图3中示出的显示设备330中包括点阵式显示屏和第二显示控制单元;所述第二显示控制单元获取所述指令判定模块130查找得到的控制指令,并控制所述点阵式显示屏显示与所述查找得到的控制指令相关联的用户提示信息。所述点阵式显示屏可以包括但不限于点阵式LED屏幕,用户可以通过LED的灯号排列形式进行自拍准备和拍摄。
例如,用户提示信息可以是自拍倒计时,例如倒计时五秒开始拍摄时,所述点阵式显示屏依次显示5、4、3、2、1,用户可以根据倒计时来做好自拍准备;用户提示信息也可以指示当前处于何种拍摄模式,例如显示2时,表示当前处于第二模式,等等。
通过采用本发明的无人机交互拍摄***,摄像组件自动获取拍摄图像并由控制组件自动分析得到待执行的用户动作特征,根据待执行的用户动作特征解读用户需要的控制指令,由此用户可以实现无人机200和/或摄像组件300的控制。
在控制无人机200和/或摄像组件300时,所述无人机控制指令可以包括无人机平移指令、无人机转动指令、无人机开机指令和无人机关机指令中的至少一种;所述摄像组件控制指令可以包括摄像组件转动指令、拍摄参数调整指令、拍摄开始指令和拍摄停止指令中的至少一种。此处可以调整的拍摄参数可以包括拍摄时的对焦、补光、图像大小等等。
如图4所示,为本发明一实施例的调整无人机200位置的示意图。具体调整无人机位置可以采用如下步骤:
a.当无人机200启动并起飞后,悬停于初始位置;
b.用户400从显示设备330观察自拍角度,发现人像处于显示设备330中偏左位置(图4中虚线示出的人像),用户400通过手势(从图4中用户400手虚线状态至实线状态)控制无人机向左移动位置,至人像处于画面居中位置(图4中实线示出的人像);
c.当符合拍摄条件后,用户400通过手势控制进行拍摄。
如图5所示,为本发明一实施例的调整摄像组件300角度的示意图。具体调整摄像组件300可以采用如下步骤:
a.无人机200启动并起飞后,悬停于初始位置;
b.用户400从显示设备303观察自拍角度,发现无人机200偏高,人像处于偏下位置(如图5中虚线示出的人像),用户通过手势(从图4中用户400手虚线状态至实线状态)控制摄像组件300向下翻转,从而带动摄像设备302向下翻转,至人像处于画面居中位置(如图5中实线示出的人像);
c.当符合拍摄条件后,用户400通过手势控制进行拍摄。
另外,控制无人机200和摄像组件300的方式也可以灵活选择,例如,在图5中,当人像处于偏下位置时,也可以通过降低无人机200的高度的方式来进行调整,使得人像处于画面居中位置。
具体地,对无人机200和摄像组件300的调整方式可以采用预设的不同手势指令进行区分。即,当获知一个手势时,即可以知道该手势具体控制对象是无人机200还是摄像组件300,也可以知道该手势具体控制无人机200或摄像组件300的动作是什么。
如图6和图7所示,示出了一种用户动作特征与控制指令的映射关系。此处各种不同的手势所对应的控制指令如下表1所示。
表1手势与控制指令映射表
图6和图7中仅给出了一种手势控制的示例。在实际应用中,用户也可以自定义各种不同的手势与不同控制指令的映射关系,将其修改为符合其使用习惯的手势。并且也可以增加其他动作特征,例如,用户点头则表示确认拍摄,用户摇头则表示删除前一拍摄图像,等等。
如图8和图9中给出了摄像组件300的两种设置方式。如图8所示,所述摄像组件300采用外置显示设备340,该外置显示设备340进一步可以是用户的移动终端,外置显示设备340与控制组件100可以通过无线通信,也可以通过USB等数据线进行通信。所述摄像支架310的一端设置为凸块311,所述无人机200的一侧设置有一与所述凸块形状相适应的凹槽210;所述摄像支架的凸块311嵌设于所述无人机的凹槽210中。
在图8的设置方式中,所述摄像支架310包括第一支臂312、第二支臂313和第三支臂314,所述第一支臂312的一侧连接至所述凸块311,且所述第一支臂312的另一侧设置有一第一插槽,所述第二支臂313的一端和第三支臂314的一端分别连接至所述第一支臂312的两端,且所述第二支臂313和第三支臂314均垂直于所述第一支臂312,所述第二支臂313的另一端设置有一第二插槽,所述第三支臂314的另一端设置有一第三插槽。所述外置显示设备340可以放置于摄像支架310中,外置显示设备340的上端***所述第一插槽,外置显示设备340的下端***所述第二插槽和第三插槽,从而形成外置显示设备340和摄像支架310之间稳定且方便装卸的连接。
在图9的实施方式中,所述显示设备330为内置的显示设备330。同样地,该种设置方式中,摄像支架310通过凸块311与凹槽210的配合实现转动,显示设备330也随摄像支架310一起转动。所述无人机200的下表面为一平面,所述无人机200的下表面包括一摄像支架对应区,所述无人机200的凹槽210的两侧面垂直于所述无人机200的下表面,由此所述凸块311可以在凹槽210中上下转动,以使得所述摄像支架310可在与所述无人机200的下表面垂直以及与所述摄像支架对应区贴合的角度范围内转动。如上所述,在使用过程中,摄像组件300可以在需要的角度范围内进行调整,以获取更好的拍摄效果。而在使用完毕或者无人机电量耗尽无法使用时,可以将摄像支架310折叠至与所述摄像支架对应区贴合,方便将其折叠携带。
另外,由于无人机200普遍体积较小,电池容量也很小,续航时间不长,为了克服该问题,本发明实施例进一步提供了一种便捷充电的方式。如图10~12所示,所述无人机200的下表面还包括一储电设备对应区,且所述储电设备对应区与所述摄像支架对应区无交叉;所述***还包括一储电设备500,所述储电设备500可拆卸或固定地安装于所述无人机200的下表面,且所述储电设备500贴合所述储电设备对应区。
如图13所示,为采用该实施例的结构时充电的流程图,当显示屏为外置显示屏时,首先断开外置显示屏与无人机之间的连接,可以将外置显示屏拆除,也可以将其留在摄像支架310上,一起折叠;如果此时***了储电设备500,则开始充电,否则直接关机。为了保证无人机200飞行时的小负载,在无人机200有电且使用时,将储电设备500拆除,而当无人机200不使用或电量耗尽时,可以将摄像支架310折叠,然后将储电设备500安装于储电设备对应区。使用储电设备500连接至无人机的可充电电池,进行充电动作。折叠充电时,无人机200通过折叠获取一个较小的体积,方便携带,至充电完成后可以继续使用。
如图14和图15所示,本发明实施例还可以包括语音获取设备600,所述语音获取设备600用于获取用户的语音数据;所述控制指令库110还用于存储预设的各种语音关键词与各种控制指令的映射关系;所述控制组件100还包括语音处理模块150,所述语音处理模块150用于提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词;所述指令判定模块130还用于根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令。
通过设置语音获取设备600,该实施例还可以实现用户通过语音进行拍摄控制。例如设置关键词“开机”为将摄像组件300开启,当检测到用户的语音数据中存在“开机”一词时,则自动开启摄像组件300,或检测到用户的语音数据中存在“无人机”和“向左移动”,则自动控制无人机向左移动。语音控制更加便捷方便,并且不受其他条件的约束,可以适用于任何场合,而不影响用户的拍摄效果。
进一步地,如图16所示,考虑到用户在使用语音控制时,控制组件100可能会接收到外界其他人的声音或环境中的噪音,还需要对不同的声音进行辨别。即所述语音处理模块还用于获取所述用户的语音数据中用户的声纹特征,并判断所述用户的声纹特征是否为预存指定声纹特征;
如果所述用户的声纹特征为预设允许声纹特征,则表明该语音数据为指定用户的语音数据,可以按照此语音数据执行控制,则所述指令判定模块提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词,并根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;如果所述用户的声纹特征不为预设允许声纹特征,则表明该语音数据非指定用户的语音数据,需要进行筛除,即所述指令判定模块忽略所述用户的声纹特征,不进行提取语音关键词处理。
同样地,如图17所示,所述摄像组件300还可能会获取到非指定用户的其他人的动作特征,为了避免混淆,所述图像处理模块还用于获取所述摄像组件的拍摄图像中用户的生理特征,并判断用户的生理特征是否为预存指定生理特征;
如果所述用户的生理特征为预存指定生理特征,则表明获取到的是指定用户的动作,所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;如果所述用户的生理特征不为预存指定生理特征,则所述指令判定模块忽略所述待执行的用户动作特征,不进行查找控制指令处理。
此处,获取用户的生理特征,可以指的是用户的五官轮廓、用户的发色、头发长度、用户的肤色、唇色等等,也可以多种生理特征结合起来进行更准确的辨别,等等,均属于本发明的保护范围之内。
如图18所示,本发明实施例还提供一种无人机交互拍摄方法,采用所述的无人机交互拍摄***,所述方法包括如下步骤:
S100:所述摄像组件获取拍摄图像;
S200:所述图像处理模块对所述摄像组件的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;
S300:所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及
S400:所述指令执行模块根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件。
当所述控制指令包括无人机控制指令、摄像组件控制指令或其他有效指令时,其判断过程可以采用如图19所示的流程,依次执行判断和控制,然而并不限于此种方式。其他先判断是否为摄像组件控制指令,再判断是否为无人机控制指令等等,均属于本发明的保护范围之内。
如图20所示,示出了一种具体的无人机交互拍摄方法的实施方式。首先判断显示屏种类,如果为外置显示屏,则需要首先通过无线通讯方式使控制组件连接外置显示屏,从而为后面控制做准备。然后根据手势和控制指令的对应关系来查找对应的控制指令,并执行控制。如上所述,本发明中动作特征并不仅限于手势这一种,其他身体部位的不同动作,也可以实现本发明的目的。
如上所述,为了区分无人机控制指令和摄像组件控制指令,可以通过不同的动作特征来进行区分。另外,也可以采用不同控制模块来实现。例如,所述控制指令还可以包括第一模式选择指令和第二模式选择指令,分别指示所述控制组件进入第一模式和第二模式。
进入第一模式后,之后接收到的用户动作特征默认为指向无人机控制指令,即所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的无人机控制指令,并根据查找得到的无人机控制指令控制所述无人机,而不再执行摄像组件控制指令;进入所述第二模式后,之后接收到的用户动作特征默认为指向摄像组件控制指令,即所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的摄像组件控制指令,并根据查找得到的摄像组件控制指令控制所述摄像组件,而不再执行摄像组件控制指令。
采用该种方式,可以减少用户设置动作特征的数量。例如,同样是手掌摊开,向下移动,在第一模式下,就表示控制无人机向下移动,在第二模式下,则表示控制摄像组件向下翻转。此处仅给出一种具体的实施方式,本发明的保护范围不以此为限。
进一步地,由于无人机飞行过程中的平稳性和可控性,其相对于用户手拿相机拍摄具有一些不可替代的优势,例如,无人机可以拍出抖动更小的照片,对摄像设备的防抖性能要求更低。用户在手拿相机拍摄全景照片时,往往会因为抖动或其他因素干扰而无法获得理想的全景照片。而这一问题可以被无人机所克服。
如图21和图22所示,所述控制指令还包括全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机以预设速度在(0,α)角度范围内持续转动,α为预设全景拍摄最大角度。可选地,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述摄像组件检测用户400的位置;
所述无人机200以用户400的位置为起始点,在同一水平面内向一侧转动α/n,此阶段为无人机定位阶段,此过程中不拍摄,其中n为第一预设分割值;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机200在同一水平面内以预设速度匀速向另一侧转动α,从而达到一个角度为α的全景照片,并且用户位于全景照片的指定位置;
所述无人机200停止转动后,所述摄像组件停止拍摄。
当n为2时,可以使得用户位于全景照片的中央。在实际应用中,角度α可以根据需要设置,用户位于全景照片中的位置也可以进行调整,例如设置用户位于偏左位置,则可以先将无人机向一侧转动α/4等,拍摄方式十分灵活,并且拍摄全景照片成功率高,拍摄照片效果更好。
如图23所示,为另一种全景拍摄的方式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户400之间的距离L,即图中用户400和无人机200之间连接的虚线示出的距离;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户400之间的定位点,以所述定位点为圆心,以L/m为半径生成角度为α的第一扇形701,且待拍摄物位于所述第一扇形701的圆弧上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一扇形701相对的第二扇形702,所述第二扇形702的两侧边分别为所述第一扇形701的两侧边的反向延长线,且所述第二扇形702的半径为(m-1)L/m,角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机200从所述第二扇形702的圆弧的一端沿该圆弧的轨迹移动至该圆弧的另一端;
所述无人机200移动至所述第二扇形702的圆弧的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
如图24所示,为再一种全景拍摄的方式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户400之间的距离L,即图中用户400和无人机200之间连接的虚线示出的距离;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户400之间的定位点,以所述定位点为顶点,以L/m为腰的长度,生成顶角角度为α的第一等腰三角形703,且待拍摄物位于所述第一等腰三角形703的底边上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一等腰三角形703相对的第二等腰三角形704,所述第二等腰三角形704的两腰分别为所述第一等腰三角形703的两腰的反向延长线,且所述第二等腰三角形704的腰的长度为(m-1)L/m,顶角角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机200从所述第二等腰三角形704的底边的一端沿该底边的轨迹移动至该底边的另一端;
所述无人机200移动至所述第二等腰三角形704的底边的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
图23和图24中的拍摄轨迹可以根据需要进行选择,通过持续拍摄形成全景照片,或通过拍摄多张照片合成为一张全景照片,m和α的不同选择可以获得不同的拍摄范围,更具有灵活性。无人机可以根据计算得到的预设轨迹移动,使摄像组件获取不同的拍摄位置和拍摄角度。
在使用无人机进行拍摄时,有时需要一定的准备时间,例如可以设置拍摄倒计时,即所述控制指令还可以包括第三模式选择指令,指示所述控制组件进入第三模式,在所述第三模式下,所述指令执行模块控制所述摄像组件在预设等待时间后进行拍摄。倒计时过程中,可以通过显示设备显示倒计时时间,也可以通过其他显示灯或提示音指示剩余准备时间。
如图25所示,本发明的无人机还可以实现用户自动跟踪拍摄功能。所述控制指令还可以包括第四模式选择指令,指示所述控制组件进入第四模式,在所述第四模式下,所述指令执行模块通过所述摄像组件检测用户的位置,且控制所述无人机和所述摄像组件自动根据所述用户的位置移动,以使得所述摄像组件持续对用户进行拍摄,从而实现自动跟踪用户拍摄,保证用户一直处于拍摄范围之内。
可选地,所述第四模式下,所述指令执行模块还可以获取用户的位置变化加速度,当用户的位置变化加速度超过预设加速度阈值时,所述指令执行模块向外部发出报警信号。采用该种方式,一方面,当摄像组件无法捕捉到用户位置时,可以通过报警提示用户注意,让用户自己主动来到摄像组件的拍摄范围之内;另一方面,也可以实现跌倒检测,当用户不小心跌倒或身体不适晕倒时,可以自动向外部发出报警信号,如果用户在一定时间内没有取消该报警信号,则可以进一步通知与用户关联的其他用户的移动终端或拨打急救电话等,在为用户提供高质量拍摄的同时,也保证用户使用过程中的安全。
如图26所示,进一步地,考虑到用户在控制无人机动作时可能会因为距离的错误估计或误操作而使得无人机撞上其他障碍物,为了保障无人机本身的安全性,所述无人机上还可以设置有至少一个距离传感器,所述控制组件还包括障碍计算模块,所述障碍计算模块用于获取所述距离传感器的障碍物探测数据;
所述待执行控制指令中包含无人机移动指令,且所述障碍计算模块判断所述无人机移动指令中移动方向上的障碍物与所述无人机之间的距离小于预设安全阈值时,取消所述无人机移动指令,并向外部发出限值提醒信号。即所述障碍计算模块在通过距离传感器已知周围可能撞上的障碍物之后,根据控制指令的指向方向进行预测,如果无人机执行了无人机移动指令,是否可能会撞上障碍物,如果是,则不执行该无人机移动指令,并且提醒用户距离已经小于限值,有撞上障碍物的危险。
采用该种实施方式,特别适用于在室内进行拍摄的情况。由于在室内受墙面和天花板的限制,并且有其他很多的家具、摆设等障碍物,采用该种方式,通过可靠的计算和危险预测,则可以保证无人机在室内拍摄的安全性。同样地,也可以适用于无人机在室外拍摄的情况,在室外空旷之处,无人机可能移动速度较快,而用户无法很好地预知未到来的危险,采用此种方式,则可以保证无人机交互拍摄过程的稳定性和可靠性。
与现有技术相比,本发明提供了一种用户通过动作直接控制的技术方案,摄像组件自动获取拍摄图像并由控制组件自动分析得到待执行的用户动作特征,根据待执行的用户动作特征解读用户需要的控制指令,由此用户可以直接通过动作对无人机进行飞行控制和对摄像组件进行拍摄控制,从而实现拍摄功能,在任何场合均能够轻松实现满足需求的拍摄,提升了用户体验。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种无人机交互拍摄***,其特征在于,所述***包括无人机、摄像组件和控制组件,所述摄像组件的一端可转动地连接至所述无人机的一侧;其中所述控制组件包括:
控制指令库,用于存储预设的各种用户动作特征与各种控制指令的映射关系,所述控制指令包括无人机控制指令和/或摄像组件控制指令;
图像处理模块,用于对所述摄像组件的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;
指令判定模块,用于根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及
指令执行模块,用于根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件;
所述控制指令还包括:
全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机以预设速度在(0,α)角度范围内持续移动,α为预设全景拍摄最大角度;
在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为圆心,以L/m为半径生成角度为α的第一扇形,且待拍摄物位于所述第一扇形的圆弧上,其中m为第二预设分割值,且m>1;
所述指令执行模块生成与所述第一扇形相对的第二扇形,所述第二扇形的两侧边分别为所述第一扇形的两侧边的反向延长线,且所述第二扇形的半径为(m-1)L/m,角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二扇形的圆弧的一端沿该圆弧的轨迹移动至该圆弧的另一端;
所述无人机移动至所述第二扇形的圆弧的另一端后,所述摄像组件停止拍摄;或者,
在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为顶点,以L/m为腰的长度,生成顶角角度为α的第一等腰三角形,且待拍摄物位于所述第一等腰三角形的底边上,其中m为第二预设分割值,且m>1;
所述指令执行模块生成与所述第一等腰三角形相对的第二等腰三角形,所述第二等腰三角形的两腰分别为所述第一等腰三角形的两腰的反向延长线,且所述第二等腰三角形的腰的长度为(m-1)L/m,顶角角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二等腰三角形的底边的一端沿该底边的轨迹移动至该底边的另一端;
所述无人机移动至所述第二等腰三角形的底边的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
2.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述摄像组件包括摄像设备和摄像支架,所述摄像设备设置于所述摄像支架中,且所述摄像支架的一端可转动地连接至所述无人机的一侧;
所述***还包括一显示设备,所述显示设备可拆卸或固定地安装于所述摄像支架的另一端。
3.根据权利要求2所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述显示设备包括阵列式显示屏和第一显示控制单元;所述第一显示控制单元获取所述摄像设备的拍摄图像,并通过所述阵列式显示屏进行显示。
4.根据权利要求2所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述显示设备包括点阵式显示屏和第二显示控制单元;所述第二显示控制单元获取所述指令判定模块查找得到的控制指令,并控制所述点阵式显示屏显示与所述查找得到的控制指令相关联的用户提示信息。
5.根据权利要求2所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述摄像支架的一端设置为凸块,所述无人机的一侧设置有一与所述凸块形状相适应的凹槽;所述摄像支架的凸块嵌设于所述无人机的凹槽中;
所述无人机的下表面为一平面,所述无人机的下表面包括一摄像支架对应区,所述无人机的凹槽的两侧面垂直于所述无人机的下表面,且所述摄像支架的凸块在所述无人机的凹槽中可转动,以使得所述摄像支架可在与所述无人机的下表面垂直以及与所述摄像支架对应区贴合的角度范围内转动。
6.根据权利要求5所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述无人机的下表面还包括一储电设备对应区,且所述储电设备对应区与所述摄像支架对应区无交叉;
所述***还包括一储电设备,所述储电设备可拆卸或固定地安装于所述无人机的下表面,且所述储电设备贴合所述储电设备对应区。
7.根据权利要求5所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述摄像支架包括第一支臂、第二支臂和第三支臂,所述第一支臂的一侧连接至所述凸块,且所述第一支臂的另一侧设置有一第一插槽,所述第二支臂的一端和第三支臂的一端分别连接至所述第一支臂的两端,且所述第二支臂和第三支臂均垂直于所述第一支臂,所述第二支臂的另一端设置有一第二插槽,所述第三支臂的另一端设置有一第三插槽;
所述显示设备的一侧***所述第一插槽中,所述显示设备的另一侧***所述第二插槽和所述第三插槽中。
8.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,还包括语音获取设备,所述语音获取设备用于获取用户的语音数据;
所述控制指令库还用于存储预设的各种语音关键词与各种控制指令的映射关系;
所述控制组件还包括语音处理模块,所述语音处理模块用于提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词;
所述指令判定模块还用于根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令。
9.根据权利要求8所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述语音处理模块还用于获取所述用户的语音数据中用户的声纹特征,并判断所述用户的声纹特征是否为预存指定声纹特征;
如果所述用户的声纹特征为预设允许声纹特征,则所述指令判定模块提取所述用户的语音数据中包括的语音关键词,并根据提取的语音关键词在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;
如果所述用户的声纹特征不为预设允许声纹特征,则所述指令判定模块忽略所述用户的声纹特征,不进行提取语音关键词处理。
10.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述图像处理模块还用于获取所述摄像组件的拍摄图像中用户的生理特征,并判断用户的生理特征是否为预存指定生理特征;
如果所述用户的生理特征为预存指定生理特征,则所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;
如果所述用户的生理特征不为预存指定生理特征,则所述指令判定模块忽略所述待执行的用户动作特征,不进行查找控制指令处理。
11.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述无人机控制指令包括无人机平移指令、无人机转动指令、无人机开机指令和无人机关机指令中的至少一种;所述摄像组件控制指令包括摄像组件转动指令、拍摄参数调整指令、拍摄开始指令和拍摄停止指令中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述控制指令还包括:
第一模式选择指令,指示所述控制组件进入第一模式,在所述第一模式下,所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的无人机控制指令,并根据查找得到的无人机控制指令控制所述无人机;
第二模式选择指令,指示所述控制组件进入第二模式,在所述第二模式下,所述指令判定模块根据所述用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的摄像组件控制指令,并根据查找得到的摄像组件控制指令控制所述摄像组件。
13.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述控制指令还包括:
第三模式选择指令,指示所述控制组件进入第三模式,在所述第三模式下,所述指令执行模块控制所述摄像组件在预设等待时间后进行拍摄。
14.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述控制指令还包括:
第四模式选择指令,指示所述控制组件进入第四模式,在所述第四模式下,所述指令执行模块通过所述摄像组件检测用户的位置,且控制所述无人机和所述摄像组件自动根据所述用户的位置移动,以使得所述摄像组件持续对用户进行拍摄。
15.根据权利要求14所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述第四模式下,所述指令执行模块获取用户的位置变化加速度,当用户的位置变化加速度超过预设加速度阈值时,所述指令执行模块向外部发出报警信号。
16.根据权利要求1所述的无人机交互拍摄***,其特征在于,所述无人机上还设置有至少一个距离传感器,所述控制组件还包括障碍计算模块,所述障碍计算模块用于获取所述距离传感器的障碍物探测数据;
所述待执行控制指令中包含无人机移动指令,且所述障碍计算模块判断所述无人机移动指令中移动方向上的障碍物与所述无人机之间的距离小于预设安全阈值时,取消所述无人机移动指令,并向外部发出限值提醒信号。
17.一种无人机交互拍摄方法,其特征在于,采用权利要求1至16中任一项所述的无人机交互拍摄***,所述方法包括如下步骤:
所述摄像组件获取拍摄图像;
所述图像处理模块对所述摄像组件的拍摄图像进行处理,以获取所述拍摄图像中待执行的用户动作特征;
所述指令判定模块根据所述待执行的用户动作特征,在所述控制指令库中查找所对应的控制指令;以及
所述指令执行模块根据查找得到的控制指令控制所述无人机和/或所述摄像组件;
所述控制指令还包括全景模式选择指令,指示所述控制组件进入全景模式,在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为圆心,以L/m为半径生成角度为α的第一扇形,且待拍摄物位于所述第一扇形的圆弧上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一扇形相对的第二扇形,所述第二扇形的两侧边分别为所述第一扇形的两侧边的反向延长线,且所述第二扇形的半径为(m-1)L/m,角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二扇形的圆弧的一端沿该圆弧的轨迹移动至该圆弧的另一端;
所述无人机移动至所述第二扇形的圆弧的另一端后,所述摄像组件停止拍摄;或者,
在所述全景模式下,所述指令执行模块控制所述无人机和所述摄像组件以如下方式进行全景照片拍摄:
所述指令执行模块计算所述摄像组件与用户之间的距离L;
所述指令执行模块选定所述摄像组件与用户之间的定位点,以所述定位点为顶点,以L/m为腰的长度,生成顶角角度为α的第一等腰三角形,且待拍摄物位于所述第一等腰三角形的底边上,其中m为第二预设分割值,且m>1,α为预设全景拍摄最大角度;
所述指令执行模块生成与所述第一等腰三角形相对的第二等腰三角形,所述第二等腰三角形的两腰分别为所述第一等腰三角形的两腰的反向延长线,且所述第二等腰三角形的腰的长度为(m-1)L/m,顶角角度为α;
所述摄像组件开始拍摄,且所述无人机从所述第二等腰三角形的底边的一端沿该底边的轨迹移动至该底边的另一端;
所述无人机移动至所述第二等腰三角形的底边的另一端后,所述摄像组件停止拍摄。
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