CN111031202A - 基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于无人机的智能拍照技术领域，提供了基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法，所述基于四旋翼的智能拍照无人机包括四旋翼无人机本体、嵌入在所述四旋翼无人机本体上的实感摄像头、与所述四旋翼无人机本体通过I/O接口连接的语音模块、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块、以及与所述四旋翼无人机本体通过USB3.0接口连接的主机。本发明实施例提供的基于四旋翼的智能拍照无人机，实现了通过语音和手势控制无人机的飞行、照片及视频拍摄，以提高用户的拍照体验感，而且成本较低，适合大多数消费群体。

Description

基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法
技术领域
本发明属于无人机的智能拍照技术领域，尤其涉及基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法。
背景技术
现有技术中，采用有线自拍杆或无线蓝牙自拍杆连接手机进行拍照，在拍摄操作和拍摄效果上总会差强人意，譬如由于拍摄操作时手抖而导致拍照模糊的问题。
基于上述问题，本发明提供一种基于四旋翼的智能拍照无人机，该智能拍照无人机实现通过语音和手势控制无人机的飞行、照片及视频拍摄，以提高用户的拍照体验感，而且成本较低，适合大多数消费群体。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法，以解决现有技术中采用有线自拍杆或无线蓝牙自拍杆连接手机进行拍照，在拍摄操作和拍摄效果上总会不尽人意的问题。
第一方面，本发明提供了一种基于四旋翼的智能拍照无人机，所述基于四旋翼的智能拍照无人机包括四旋翼无人机本体、嵌入在所述四旋翼无人机本体上的实感摄像头、与所述四旋翼无人机本体通过I/O接口连接的语音模块、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块、以及与所述四旋翼无人机本体通过USB3.0接口连接的主机；
其中，所述实感摄像头用于获取和识别用户手势指令、以及拍摄获取图像或视频；
所述语音模块用于接收用户语音指令；
所述主机还通过串口与所述实感摄像头相连接，用于识别所述手势指令，与语音模块相连接识别语音指令，还用于根据所述手势指令控制拍照、拍摄视频、全景拍摄目标区域图像以及跟踪拍摄区域内的目标物，还用于根据所述语音指令控制四旋翼无人机本体的自检、起飞、降落、返航、悬停、飞行动作、拍照以及拍摄视频，还用于处理、存储拍摄获取的图像或视频；
所述主机还存储有预先录制用于进行控制的用户手势指令库和用户语音指令库，用于分别与所述实感摄像头获取的用户手势以及所述语音模块接收的用户语音进行匹配；
所述第一无线通讯模块用于通过WiFi、5G等无线连接方式实现所述四旋翼无人机本体与外部进行实时数据传输通讯。
进一步地，所述四旋翼无人机本体包括姿态传感器、LED指示灯、主控芯片、USB接口、扩展接口和空心杯电机；其中，所述主控芯片通过IIC接口与所述语音模块连接通讯，所述主控芯片采用STM32F411CEU6芯片、所述姿态传感器采用MPU9250姿态传感器。
进一步地，所述实感摄像头采用英特尔实感深度相机D435，所述语音模块采用LD3320语音识别芯片，所述第一无线通信模块采用ESP8266芯片，所述四旋翼无人机本体采用5v电池供电。
进一步地，所述主机的操作***采用Windows、Linux平台中的一种。
第二方面，本发明还提供一种智能拍照***，包括上述任一项所述基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述智能拍照***还包括与所述基于四旋翼的智能拍照无人机连接的移动端；
其中，所述移动端还包括第二无线通讯模型，用于通过第二无线通讯模块与所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行实时数据传输通讯，还用于实时查看所述基于四旋翼的智能拍照无人机拍摄的图像或视频，还用于通过调用API接口实现将所述图像或视频实时分享至社交软件。
进一步地，所述移动端为手机、平板、智能穿戴设备中的至少一种；所述社交软件为微博、微信、QQ、Instagram、Facebook、Twitter中的至少一种。
第三方面，本发明还提供一种采用上述智能拍照***的智能拍照方法，所述智能拍照方法包括：
S1、当用户有自拍需求时，开机，***等待接收用户发出的启动语音指令，并将匹配成功的语音指令转换为启动控制指令，启动所述基于四旋翼的智能拍照无人机；
S2、启动成功后，所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行自检；
S3、自检成功后，可将所述基于四旋翼的智能拍照无人机在10米内进行抛飞；
S4、接收用户发出的飞行控制语音指令，并将匹配成功的飞行控制语音指令转换为对应的飞行控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机的飞行状态；
S5、获取用户做出的手势指令，并将匹配成功的拍照控制手势指令转换为对应的拍照控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行拍照；
S6、将所述基于四旋翼的智能拍照无人机拍摄得到的图像，通过所述第一无线通讯模块发送至所述移动端；用户通过所述移动端可实时查看所述拍摄得到的图像。
本发明解决了现有技术中采用有线自拍杆或无线蓝牙自拍杆连接手机进行拍照，在拍摄操作和拍摄效果上总会不尽人意的问题，本发明实例提供的基于四旋翼的智能拍照无人机包括四旋翼无人机本体、嵌入在所述四旋翼无人机本体上的实感摄像头、与所述四旋翼无人机本体通过I/O接口连接的语音模块、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块、以及与所述四旋翼无人机本体通过USB3.0接口连接的主机。本发明实施例提供的基于四旋翼的智能拍照无人机，实现了通过语音和手势控制无人机的飞行、照片及视频拍摄，以提高用户的拍照体验感，而且成本较低，适合大多数消费群体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于四旋翼的智能拍照无人机实施例的组成结构图；
图2是本发明提供的智能拍照***实施例的组成结构图；
图3是本发明提供的智能拍照方法实施例的组成结构图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，图1是本发明提供的基于四旋翼的智能拍照无人机实施例的组成结构图。所述基于四旋翼的智能拍照无人机10包括四旋翼无人机本体11、嵌入在所述四旋翼无人机本体11上的实感摄像头12、与所述四旋翼无人机本体11通过I/O接口连接的语音模块13、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块14、以及与所述四旋翼无人机本体11通过USB3.0接口连接的主机15。该款基于四旋翼的智能拍照无人机的体积小、重量轻、方便携带。
其中，所述实感摄像头12用于获取和识别用户手势指令、以及拍摄获取图像或视频。本发明具体实施时，所述实感摄像头12采用英特尔实感深度相机D435(IntelRealSense Depth Camera D435，英特尔实感深度相机D435)。具体的，本发明所述实感摄像头12能拍摄捕捉的最远距离大于等于10米，并且适用于户外阳光，支持输出帧速率1280×720分辨率的深度流画面，并且视频传输可达90fps，最小深度距离0.2m，实感摄像头12的RGB传感器分辨率和帧率在30fps时输出帧速率为1920×1080分辨率的深度流画面。
具体的，所述实感摄像头12还根据红外结构光深度测距，检测与识别手势指令，以进一步实现实感摄像头12获取的手势指令与预先设置的手势指令进行匹配。
所述语音模块13用于接收用户语音指令。本发明具体实施时，所述语音模块13采用LD3320语音识别芯片。该芯片有音频输出接口与麦克风插口外接电路，可根据具体语音指令控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机的飞行和拍照。
所述主机15还通过串口与所述实感摄像头12相连接，用于识别所述手势指令以及语音指令，还用于根据所述手势指令控制拍照、拍摄视频、全景拍摄目标区域图像以及跟踪拍摄区域内的目标物，还用于根据所述语音指令控制四旋翼无人机本体11的自检、起飞、降落、返航、悬停、飞行动作、拍照以及拍摄视频，还用于处理、存储拍摄获取的图像或视频。
所述主机15还存储有预先录制用于进行控制的用户手势指令库和用户语音指令库，用于分别与所述实感摄像头12获取的用户手势以及所述语音模块13接收的用户语音进行匹配。
具体的，所述主机15用于辅助完成手势识别和语音识别过程，还作为图像处理中心对图像进行处理，并完成图像/视频信息的存储和无线传输处理。具体的，所述主机15的操作***采用Windows、Linux、Ubuntu平台中的一种。
所述第一无线通讯模块14用于通过无线连接方式实现所述四旋翼无人机本体11与外部进行实时数据传输通讯。具体的，所述第一无线通信模块采用ESP8266芯片，第一无线通信模块通过串口与所述四旋翼无人机本体11的主控芯片进行通讯。
所述四旋翼无人机本体11包括姿态传感器、LED指示灯、主控芯片、USB接口、扩展接口和空心杯电机。其中，所述主控芯片通过IIC接口与所述语音模块13连接通讯，所述主控芯片采用STM32F411CEU6芯片、所述姿态传感器采用MPU9250姿态传感器。
进一步地，所述四旋翼无人机本体11采用5v电池供电，并且其***是开源的，可根据实际需要进行二次再开发。本发明提供的无人机能够完成广阔视角或众多的自拍，体积小并且方便携带。
本发明实施例提供的基于四旋翼的智能拍照无人机包括四旋翼无人机本体、嵌入在所述四旋翼无人机本体上的实感摄像头、与所述四旋翼无人机本体通过I/O接口连接的语音模块、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块14、以及与所述四旋翼无人机本体通过USB3.0接口连接的主机15，可以实现通过语音和手势控制无人机的飞行、照片及视频拍摄，以提高用户的拍照体验感，而且成本较低，适合大多数消费群体。
参照图2所示，本发明还提供一种智能拍照***，包括上述的基于四旋翼的智能拍照无人机10，所述智能拍照***还包括与所述基于四旋翼的智能拍照无人机10连接的移动端20。
其中，所述移动端20还包括第二无线通讯模型，用于通过第二无线通讯模块与所述基于四旋翼的智能拍照无人机10进行实时数据传输通讯，还用于实时查看所述基于四旋翼的智能拍照无人机10拍摄的图像或视频，还用于通过调用API接口实现将所述图像或视频实时分享至社交软件。移动端20通过第二无线通讯模块实现查看无人机的实感摄像头的拍摄状态，以便无人机完成自拍或者录制视频。
进一步地，所述移动端20为手机、平板、智能穿戴设备中的至少一种。所述社交软件为微博、微信、QQ、Instagram、Facebook、Twitter中的至少一种。
具体的，移动端20还能实现通过接收用户的口述语音，即通过移动端20的语音接收器接受语音指令，将麦克风接收到的语音指令进行处理，转换成控制信号，并将控制信号编码成数据帧传递给移动端的控制器，移动端的控制器通过第二无线通讯模块将数据帧传递给所述基于四旋翼的智能拍照无人机10，无人机根据接收到的控制指令完成相应的操作，所述第二无线通讯模块可以为5G模块、GPRS模块、蓝牙模块等等，在此不作限定。
由上述智能拍照***可知，用户可以通过本发明的移动端，实时获取无人机采集到的图像和视频信息，实时查看无人机的实感摄像头拍摄的图像或视频的效果，以操控无人机使之处于最佳飞行角度。
参照图3所示，本发明还提供一种由上述智能拍照***实现的智能拍照方法，所述智能拍照方法包括：
S1、当用户有自拍需求时，开机，***等待接收用户发出的启动语音指令，并将匹配成功的语音指令转换为启动控制指令，启动所述基于四旋翼的智能拍照无人机。
具体的，当用户发出语音指令后，启动LD3320芯片语音识别功能，对麦克风输入的声音进行频谱分析，提取其中的语音特征，与预先设置的语音指令库进行匹配，本发明采用事先设定好的关键词语作为词语匹配关键词，将提取出的语音特征与所述关键词进行词语匹配，匹配完成做出识别结果，匹配不成功，所棕LED黄灯亮，如果识别成功将转换成的控制指令发送给主控芯片，根据所述控制指令启动所述基于四旋翼的智能拍照无人机。
S2、启动成功后，所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行自检。
具体的，无人机自检成功后，所述主控芯片中的差分模块获取参考坐标和定位数据发送至地面参考站，地面参考站根据参考坐标和定位数据计算差分修正数据，然后将差分修正数据返回给无人机，无人机的主控芯片接受到地面参考站的差分修正数据和定位信息以计算无人机的坐标。由此，通过在参考站中设置数传模块传输差分修正数据，能够保证修正数据的实时传输，提高定位精度。
S3、自检成功后，将所述基于四旋翼的智能拍照无人机在10米内进行抛飞。
具体的，当用户找到满意的自拍角度时，可通过发出语音指令控制无人机悬停。
S4、接收用户发出的飞行控制语音指令，并将匹配成功的飞行控制语音指令转换为对应的飞行控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机的飞行状态。
S5、获取用户做出的手势指令，并将匹配成功的拍照控制手势指令转换为对应的拍照控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行拍照。
具体的，若匹配成功，***延迟三秒后拍照或者录制视频。进一步地，若匹配失败，则可语音控制调用四旋翼的一键降落功能。
S6、将所述基于四旋翼的智能拍照无人机拍摄得到的图像，通过所述第一无线通讯模块发送至所述移动端。用户通过所述移动端可实时查看所述拍摄得到的图像并进行选择性的分享。
具体的，完成一次拍照或者录制视频采集工作之后，通过主机与移动端之间的通信，完成图像或视频的传输。
综上所述，本发明解决了现有技术中采用有线自拍杆或无线蓝牙自拍杆连接手机进行拍照，在拍摄操作和拍摄效果上总会不尽人意的问题。本发明提供的基于四旋翼的智能拍照无人机、智能拍照***及其方法，实现了通过语音和手势控制无人机的飞行、照片及视频拍摄，以提高用户的拍照体验感，而且成本较低，以适合大多数消费群体。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述基于四旋翼的智能拍照无人机包括四旋翼无人机本体、嵌入在所述四旋翼无人机本体上的实感摄像头、与所述四旋翼无人机本体通过I/O接口连接的语音模块、与所述四旋翼无人机通过I/O接口连接的第一无线通讯模块、以及与所述四旋翼无人机本体通过USB3.0接口连接的主机；
其中，所述实感摄像头用于获取和识别用户手势指令、以及拍摄获取图像或视频；
所述语音模块用于接收用户语音指令；
所述主机还通过串口与所述实感摄像头相连接，用于识别所述手势指令与语音指令，还用于根据所述手势指令控制拍照、拍摄视频、全景拍摄目标区域图像以及跟踪拍摄区域内的目标物，还用于根据所述语音指令控制四旋翼无人机本体的自检、起飞、降落、返航、悬停、飞行动作、拍照以及拍摄视频，还用于处理、存储拍摄获取的图像或视频；
所述主机还存储有预先录制用于进行控制的用户手势指令库和用户语音指令库，用于分别与所述实感摄像头获取的用户手势以及所述语音模块接收的用户语音进行匹配；
所述第一无线通讯模块用于通过无线连接方式实现所述四旋翼无人机本体与外部进行实时数据传输通讯。
2.如权利要求1所述基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述四旋翼无人机本体包括姿态传感器、LED指示灯、主控芯片、USB接口、扩展接口和空心杯电机；其中，所述主控芯片通过IIC接口与所述语音模块连接通讯，所述主控芯片采用STM32F411CEU6芯片、所述姿态传感器采用MPU9250姿态传感器。
3.如权利要求1所述基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述实感摄像头采用英特尔实感深度相机D435，所述语音模块采用LD3320语音识别芯片，所述第一无线通信模块采用ESP8266芯片，所述四旋翼无人机本体采用5v电池供电。
4.如权利要求1所述基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述主机的操作***采用Windows、Linux平台中的一种。
5.一种智能拍照***，包括如权利要求1至4任一项所述基于四旋翼的智能拍照无人机，其特征在于，所述智能拍照***还包括与所述基于四旋翼的智能拍照无人机连接的移动端；
其中，所述移动端还包括第二无线通讯模型，用于通过第二无线通讯模块与所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行实时数据传输通讯，还用于实时查看所述基于四旋翼的智能拍照无人机拍摄的图像或视频，还用于通过调用API接口实现将所述图像或视频实时分享至社交软件。
6.如权利要求5所述的智能拍照***，其特征在于，所述移动端为手机、平板、智能穿戴设备中的至少一种；所述社交软件为微博、微信、QQ、Instagram、Facebook、Twitter中的至少一种。
7.一种如权利要求5至6任一项所述智能拍照***实现的智能拍照方法，其特征在于，所述智能拍照方法包括：
S1、当用户有自拍需求时，开机，***等待接收用户发出的启动语音指令，并将匹配成功的语音指令转换为启动控制指令，启动所述基于四旋翼的智能拍照无人机；
S2、启动成功后，所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行自检；
S3、自检成功后，可将所述基于四旋翼的智能拍照无人机在10米内进行抛飞；
S4、接收用户发出的飞行控制语音指令，并将匹配成功的飞行控制语音指令转换为对应的飞行控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机的飞行状态；
S5、获取用户做出的手势指令，并将匹配成功的拍照控制手势指令转换为对应的拍照控制指令，以控制所述基于四旋翼的智能拍照无人机进行拍照；
S6、将所述基于四旋翼的智能拍照无人机拍摄得到的图像，通过所述第一无线通讯模块发送至所述移动端；用户通过所述移动端可实时查看所述拍摄得到的图像。
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