附件方向可调的无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种附件方向可调的无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。

无人机机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等优点。

拍照是无人机的一个重要功能，如何提高无人机拍照的效率，是需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种附件方向可调的无人机，至少部分解决现有技术中存在的问题。

本发明实施例提供了一种附件方向可调的无人机，包括：

通过可拆卸的方式连接到所述无人机上的附件，所述附件包括至少一个拍摄器、跟随平台、无线通信模块以及控制器；

所述拍摄器与所述跟随平台连接，用于伴随所述拍摄平台的转动而拍摄特定方向的内容；

所述无线通信模块用于接收用户在地面通过客户端发送的位置调节指令、以及与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机发送的伴飞信息；

所述控制器用于：

通过对所述位置调节指令进行解析，获得所述跟随平台的第一转动位置向量K1；

通过对所述伴飞信息进行解析，获得与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机跟随平台当前的转动位置，形成包含N个转动位置向量的伴飞矩阵M；

基于伴飞矩阵M，对第一转动位置向量K1进行位置修正，得到修正后的第二转动位置向量K2，并控制所述跟随平台转动到第二转动位置向量K2对应的位置；

在第二转动位置向量K2对应的位置的t时刻，控制所述拍摄期执行拍摄操作，形成第一图像；

获取t时刻N个伴飞无人机拍摄的第二图像集合，基于第二转动位置向量K2与M个矩阵中N个向量之间的位置距离，将第二图像集合中N个图像对第一图像执行图像修复，形成最终的修复图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述无人机还包括：

避障模块，所述避障模块用于检测无人机在飞行过程中接触到的物体的距离，并基于检测到的距离值控制无人机进行避障操作。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述无人机还包括：

光线传感器，所述光线传感器用于感知无人机飞行过程中存在的强光，并记录所述强光的照射方向。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

控制无线通信模块与伴飞无人机进行直接通信，并基于直接通信的结果来获取伴飞无人机发送的伴飞信息。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

对伴飞无人机发送的伴飞信息进行解析，进而获取N伴飞无人机的N拍摄角度。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

对N个拍摄角度进行聚类分析，对拍摄角度相近的无人机进行角度调整。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

将N个拍摄角度与强光的照射方向进行比较，调整N个拍摄角度中与强光的照射方向接近的无人机的拍摄方向。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度接近的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行图像增强处理，形成修复图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度相比小于预设角度的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行视野扩展，形成扩展图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度不同的图像，以便于基于选取的图像与第一图像进行图像拼合操作，形成全景图像。

本发明实施例中提供的一种附件方向可调的无人机，包括：通过可拆卸的方式连接到所述无人机上的附件，所述附件包括至少一个拍摄器、跟随平台、无线通信模块以及控制器；所述拍摄器与所述跟随平台连接，用于伴随所述拍摄平台的转动而拍摄特定方向的内容；所述无线通信模块用于接收用户在地面通过客户端发送的位置调节指令、以及与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机发送的伴飞信息；所述控制器用于：通过对所述位置调节指令进行解析，获得所述跟随平台的第一转动位置向量K1；通过对所述伴飞信息进行解析，获得与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机跟随平台当前的转动位置，形成包含N个转动位置向量的伴飞矩阵M；基于伴飞矩阵M，对第一转动位置向量K1进行位置修正，得到修正后的第二转动位置向量K2，并控制所述跟随平台转动到第二转动位置向量K2对应的位置；在第二转动位置向量K2对应的位置的t时刻，控制所述拍摄期执行拍摄操作，形成第一图像；获取t时刻N个伴飞无人机拍摄的第二图像集合，基于第二转动位置向量K2与M个矩阵中N个向量之间的位置距离，将第二图像集合中N个图像对第一图像执行图像修复，形成最终的修复图像。通过本申请的方案，提高了无人机拍照的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种附件方向可调的无人机示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无人机拍照流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

参见图1及图2，本发明实施例提供了一种附件方向可调的无人机，包括：

通过可拆卸的方式连接到所述无人机上的附件，所述附件包括至少一个拍摄器、跟随平台、无线通信模块以及控制器。

所述拍摄器与所述跟随平台连接，用于伴随所述拍摄平台的转动而拍摄特定方向的内容。拍摄器可以是任何类型的拍摄器件，例如拍摄器可以是基于CCD等感光元件形成的相机，或者是基于红外感应而生成的红外相机，或者是基于激光形式形成的激光相机等。

拍摄器通过机械连接方式与跟随平台连接，这样一来，拍摄器便可以在跟随平台的转动下调整拍摄角度，从而在无人机上拍摄多个不同角度的照片，或者在不同的角度上进行录像操作。

无人机通过无线通信模块与地面的客户端进行通信连接，客户端可以是各种类型的控制终端(例如，手机等)，所述无线通信模块用于接收用户在地面通过客户端发送的位置调节指令、以及与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机发送的伴飞信息。

除了当前的无人机(主控无人机)之外，还存在于当前无人机伴飞的多个无人机，从而构成了无人机群，伴飞无人机同样具有可拆卸的方式连接到所述无人机上的附件，所述附件包括至少一个拍摄器、跟随平台、无线通信模块。不同的是，伴飞无人机上不含有控制器，伴飞无人机在起飞后，收到主控无人机上控制器的控制，从而在主控无人机的控制下，控制整个无人机机群飞行。

参见图2，所述控制器对于主控无人机的控制主要包括如下步骤：

S101，通过对所述位置调节指令进行解析，获得所述跟随平台的第一转动位置向量K1。

位置调节指令通常是用户在地面指挥无人机拍摄的角度，该拍摄角度整体上反映了用户拍摄的视野范围，通过控制器对于该位置调节指令进行解析，能够获得无人机跟随平台需要旋转的方向，获得所述跟随平台的第一转动位置向量K1。

无人机跟随平台可以含有一个或多个电机，通过在三维方向上进行位置调整，进而旋转到目标方向。

S102，通过对所述伴飞信息进行解析，获得与所述无人机一起飞行的N个伴飞无人机跟随平台当前的转动位置，形成包含N个转动位置向量的伴飞矩阵M；

除了当前无人机(主控无人机)的飞行方向之外，还可以通过控制器来对伴飞无人机的伴飞信息进行获取。伴飞信息包含了各个无人机当前的飞行姿态、飞行位置以及伴飞无人机跟随平台当前的转动位置等信息，进而基于这些信息来形成包含N个转动位置向量的伴飞矩阵M。

S103，基于伴飞矩阵M，对第一转动位置向量K1进行位置修正，得到修正后的第二转动位置向量K2，并控制所述跟随平台转动到第二转动位置向量K2对应的位置。

通过伴飞矩阵，可以查看N个伴飞无人机在当前状态下的跟随平台的转动位置，具体的，可以在N个伴飞无人机转动方向上查找到M(M

S104，在第二转动位置向量K2对应的位置的t时刻，控制所述拍摄期执行拍摄操作，形成第一图像。

S105，获取t时刻N个伴飞无人机拍摄的第二图像集合，基于第二转动位置向量K2与M个矩阵中N个向量之间的位置距离，将第二图像集合中N个图像对第一图像执行图像修复，形成最终的修复图像。

由于当前的主控无人机处于第二转动位置向量K2的聚焦位置，其拍摄出来的照片具有典型意义，更方便与第二图像集合中其他伴飞无人机拍摄的照片进行组合，形成最终的修复图像。

作为一个例子，可以在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度接近的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行图像增强处理，形成修复图像，这种方式形成的修复图像具有图像增强效果，对于夜间等光线较弱的场景下拍摄的图像，修复图像能够显示更多的图像细节。

进一步的，还可以在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度相比小于预设角度的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行视野扩展，形成扩展图像。通过这种方式，能够突破相机视野的限制，通过无人机群携带的多个相机配合，形成视野更广的图像(修复图像)。

进一步的，还可以在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度不同的图像，以便于基于选取的图像与第一图像进行图像拼合操作，形成全景图像(修复图像)。

除了上述例子之外，还可以根据实际的拍摄需要将第一图像与第二图像集合中的图像进行组合，形成其他类型的修复图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述无人机还包括：

避障模块，所述避障模块用于检测无人机在飞行过程中接触到的物体的距离，并基于检测到的距离值控制无人机进行避障操作。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述无人机还包括：

光线传感器，所述光线传感器用于感知无人机飞行过程中存在的强光，并记录所述强光的照射方向。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

控制无线通信模块与伴飞无人机进行直接通信，并基于直接通信的结果来获取伴飞无人机发送的伴飞信息。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

对伴飞无人机发送的伴飞信息进行解析，进而获取N伴飞无人机的N拍摄角度。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

对N个拍摄角度进行聚类分析，对拍摄角度相近的无人机进行角度调整。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

将N个拍摄角度与强光的照射方向进行比较，调整N个拍摄角度中与强光的照射方向接近的无人机的拍摄方向。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度接近的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行图像增强处理，形成修复图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度相比小于预设角度的图像，以便于基于选取的图像对第一图像进行视野扩展，形成扩展图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述控制器还用于：

在第二图像集合中选取与第一图像拍摄角度不同的图像，以便于基于选取的图像与第一图像进行图像拼合操作，形成全景图像。

形成修复图像或全景图像的过程中，可以对第一图像和第二图像集合中的待处理图像进行多尺度显著特征点提取，并消除非关键性匹配特征点，具体方法为：

步骤S1：将图像进行下采样差分，即

D(x,y,σ)＝L(x,y,kσ)-L(x,y,σ)，

其中D(x,y,σ)是差分采样函数，L(x,y,σ)是图像经高斯尺度变换后的函数，x,y为图像像素位置，σ为图像尺度参数，k为尺度变换系数，得到候选极值点；

步骤S2：利用泰勒级数对差分采样原函数进行拟合，求导得

其中

步骤S3：计算边界值，将大于边界值的非关键特征点消除，得到多尺度关键性特征点，边界值的计算公式为：

式中，H为Hessian矩阵，x,y为图像位置信息，Dxx(x,y)，Dyy(x,y)为差分采样原函数的二阶求导矩阵，Dxy(x,y)为差分采样原函数的二阶求偏导矩阵，σ为最大的特征值，β为最小的特征值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。