CN104765307B - 一种无人机航拍系统 - Google Patents

Abstract

本发明为了在尽可能短的时间内实现大范围野外搜寻和救援，提供了一种无人机航拍系统，包括传感器单元、摄像单元、远程控制单元和通信单元。本发明：能够在尽可能节省电力的情况下最快速和最准确地定位需要野外救援的人员，并且能够将待救援位置与现场情况及时发送回远端监控或控制方，实现现代化机动式救援。

Description

一种无人机航拍系统

技术领域

本发明涉及自动化救援技术领域，更具体地，涉及一种无人机航拍系统。

背景技术

我国是一个自然灾害和人为事故发生频率较高的国家，地震海啸、火山爆发、暴雨、寒流冰冻、高温干旱、泥石流灾害等，严重威胁到了人们的生命财产安全。通常情况下，每当灾情或事故发生时，会伴随着人员的受伤、被困。如何提升和发挥应急救援手段，科学有效地应对灾害，在空中和地面打开一条生命通道，构建空地一体的灾情事故救援网络保障体系，确保空中、地面两线救援的有效实施，已成为国际社会和政府间广泛关注的问题。

目前，无人机主要用于军事、测绘、农林种植等领域，但是其具有的可以在广袤的无人或人烟稀少区域，尤其是海域长期飞行并执行任务的特性使其具有广阔的应用前景。例如，申请号为CN201320288445.5的实用新型专利公开了一种基于红外成像的森林防火监控系统，包括监控中心和至少一个终端，所述的终端包括红外摄像仪和无线数传模块A，红外摄像仪的输出通过一个编码器连接到无线数传模块A，无线数传模块A通过无线连接监控中心，所述的监控中心包括中央处理器、无线数传模块B和显示器，显示器通过解码器连接到中央处理器。本实用新型的有益效果是：红外摄像仪感应到辐射温度超过设定值，即进行报警，本装置发现火情快，报警速度快。然而，现有技术中尚缺乏基于无人机的野外救援系统。

发明内容

本发明为了在尽可能短的时间内实现大范围野外搜寻和救援，提供了一种无人机航拍系统，包括传感器单元、摄像单元、远程控制单元和通信单元，所述传感器单元采集航拍区域的环境信息，所述远程控制单元接收远程控制端的控制信息，所述通信单元用于在无人机与远程控制端之间传输信息，还包括语音接收单元、语音发送单元、语音识别单元、模式识别单元和红外摄像单元，所述红外摄像单元采集航拍范围内的红外信息，所述红外摄像单元根据所述传感器单元的检测结果而被开启或关闭，所述模式识别单元根据红外摄像单元采集的红外信息而开启或关闭，所述语音识别单元对语音接收单元接收到的语音进行识别并根据识别结果开启所述摄像单元，所述模式识别单元用于根据所述红外信息标记所述摄像单元采集的图像信息中的对象，所述环境信息包括温度、湿度、海拔高度、酸碱度、大气压力、光照条件、雨量。

进一步地，所述红外摄像单元采用型号为WAT-902H2的红外摄像仪。

进一步地，所述传感器单元还包括定位单元，用于检测当前位置。

进一步地，所述通信单元为无线数传模块。

进一步地，所述远程控制单元采用基于ARM的处理装置。

进一步地，所述模式识别单元包括模式数据库、图像匹配单元、温度校正单元以及温度比较单元，所述模式数据库中存储了不同地理位置的参考红外图像信息，所述温度校正单元对所述红外摄像单元采集的红外信息进行温度校正。

进一步地，所述红外摄像单元根据所述传感器单元的输出信号开启或关闭。

进一步地，所述语音接收单元包括阵列式麦克风。

本发明的有益效果是：能够在尽可能节省电力的情况下最快速和最准确地定位需要野外救援的人员，并且能够将待救援位置与现场情况及时发送回远端监控或控制方，实现现代化机动式救援。

附图说明

图1示出了根据本发明的无人机航拍系统的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，无人机航拍系统包括传感器单元、摄像单元、远程控制单元、通信单元、语音接收单元、语音发送单元、语音识别单元、模式识别单元和红外摄像单元。图1中的连线仅表示数据的主要连接关系，而并非为了体现所有单元的信号和电路的连接关系。而后一种连接关系将由本领域技术人员通过阅读下面关于具体实施例的描述而毫无疑义地确定。

所述传感器单元采集航拍区域的环境信息，包括但不限于：温度、湿度、海拔高度、酸碱度、大气压力、光照条件和雨量。相应于每一种环境信息，所述传感器单元均具有对应的传感器进行检测。检测到的环境信息被输入到远程控制单元进行判断，例如对湿度、光照度等与预设阈值进行比较后认为不适合红外摄像单元工作，则不开启红外摄像单元。传感器单元具有附着于该传感器单元、与该传感器单元使用同一电源的定位模块。该定位模块用于检测无人机的当前位置，并且包括北斗模块和GPS模块这两个模块，以防止在某些场合下其中某个定位模块因故障或外界干扰而无法正确工作。

所述远程控制单元接收远程控制端的控制信息并用于控制无人机航拍系统上述组成单元。所述远程控制单元采用基于ARM的处理装置。所述的控制信息包括强制打开或关闭传感器单元、摄像单元、语音接收单元、语音识别单元、模式识别单元和红外摄像单元中的至少一个，从而协助远程监控或控制方更加准确和全面地判断无人机航拍到的情形。所述远程控制端还可以通过这些控制信息改变无人机航拍系统中的组成单元的工作模式或工作参数，例如，可以通过远程控制命令的方式改变语音接收单元中被开启的麦克风的个数，和/或摄像单元拍摄的清晰度是720p还是1080p。此外，所述远程控制单元还可以将上述组成单元中的工作状态信息传输给远程监控或控制方，用以远程判断当前该无人机航拍系统的工作状态是否正常以及如果不正常的话哪个或哪些组成单元发生了故障。

所述通信单元采用工作在ISM频段上的无线数传模块，用于在无人机与远程控制端之间传输信息。根据本发明的优选实施例，其采用卫星通信设备替代无线数传模块，以提高无人机数据传输的距离和通信网络信号覆盖的范围，以更好地适用于无人机所工作的野外或海域环境。

所述摄像单元包括双模摄像机。摄像机具有720p和1080p两种分辨率工作模式，这种工作模式可以通过远程控制单元接收到的远程控制或监控方发送的指令而改变。

所述红外摄像单元采用型号为WAT-902H2的红外摄像仪，其采集航拍范围内的红外信息。所述红外摄像单元根据所述传感器单元的检测结果而被开启或关闭。也就是说，一旦传感器单元开始工作，则红外摄像单元也将开启，而一旦传感器单元检测到的信号被认为是不符合红外摄像单元的工作条件，则关闭红外摄像单元。该红外摄像单元对采集到的红外图像传输到该红外摄像单元中的视频处理卡，以对红外图像信息进行编码，然后，该经过编码的红外图像信息被输入到所述模式识别单元。一旦将此红外图像信息输入到模式识别单元，模式识别单元就被开启。否则，通常情况下该单元处于被关闭的状态。而一旦此模式识别单元被关闭，则摄像单元也将被关闭。

所述模式识别单元包括模式数据库、图像匹配单元、温度校正单元以及温度比较单元，所述模式数据库中存储了不同地理位置的参考红外图像信息，例如对于山地、平原、海域等不同地理环境下的待航拍地理位置预先通过遥感遥测技术获得这些位置的红外图像作为参考红外图像保存在该模式数据库中。当传感器单元工作时，无人机所在的地理位置将被其中的定位模块检测到。根据该地理位置，模式数据库中有关该地理位置的若干参考红外图像信息将被选择出来。然后，被输入到该模式识别单元的红外图像信息被利用所述被选择出来的参考红外图像信息，通过所述的温度校正单元对所述红外摄像单元采集的红外信息进行温度校正。如果经过匹配，发现此地理位置的红外信息中存在不同之处且不同之处经过图像匹配单元的判断认为符合人体温度分布或红外分布，则向语音识别单元、语音接收单元和语音发送单元输出使能信号。语音发送单元包括喇叭和存储器。所述语音发送单元接收到使能信号后，通过该语音发送单元中具有的喇叭播放在存储器中预先存储的声音或语音。同时，语音接收单元将其中的麦克风阵列的若干麦克风对准红外图像信息中疑似人体的方位，接收声音频率在20Hz-20000Hz之间的频率的声音，并输入到语音识别单元进行识别。如果识别为语音，则将该语音通过通信单元发送到远端监控或控制方。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种无人机航拍系统，包括传感器单元、摄像单元、远程控制单元和通信单元，所述传感器单元采集航拍区域的环境信息，所述远程控制单元接收远程控制端的控制信息，所述通信单元用于在无人机与远程控制端之间传输信息，其特征在于，还包括语音接收单元、语音发送单元、语音识别单元、模式识别单元和红外摄像单元，所述红外摄像单元采集航拍范围内的红外信息，所述红外摄像单元根据所述传感器单元的检测结果而被开启或关闭，所述模式识别单元根据红外摄像单元采集的红外信息而开启或关闭，所述语音识别单元对语音接收单元接收到的语音进行识别并根据识别结果开启所述摄像单元，所述模式识别单元用于根据所述红外信息标记所述摄像单元采集的图像信息中的对象，所述环境信息包括温度、湿度、海拔高度、酸碱度、大气压力、光照条件、雨量；

所述模式识别单元包括模式数据库、图像匹配单元、温度校正单元以及温度比较单元，所述模式数据库中存储了不同地理位置的参考红外图像信息，对于山地、平原、海域不同地理环境下的待航拍地理位置预先通过遥感遥测技术获得这些位置的红外图像作为参考红外图像保存在该模式数据库中；当传感器单元工作时，无人机所在的地理位置将被其中的定位单元检测到；根据该地理位置，模式数据库中有关该地理位置的若干参考红外图像信息将被选择出来；然后，被输入到该模式识别单元的红外图像信息被利用所述被选择出来的参考红外图像信息，通过所述的温度校正单元对所述红外摄像单元采集的红外信息进行温度校正；如果经过匹配，发现此地理位置的红外信息中存在不同之处且不同之处经过图像匹配单元的判断认为符合人体温度分布或红外分布，则向语音识别单元、语音接收单元和语音发送单元输出使能信号；语音发送单元包括喇叭和存储器；所述语音发送单元接收到使能信号后，通过该语音发送单元中具有的喇叭播放在存储器中预先存储的声音或语音；同时，语音接收单元将其中的麦克风阵列的若干麦克风对准红外图像信息中疑似人体的方位，接收声音频率在20Hz-20000Hz之间的频率的声音，并输入到语音识别单元进行识别；如果识别为语音，则将该语音通过通信单元发送到远端监控或控制方。

2.根据权利要求1所述的无人机航拍系统，其特征在于，所述红外摄像单元采用型号为WAT-902H2的红外摄像仪。

3.根据权利要求1所述的无人机航拍系统，其特征在于，所述传感器单元还包括定位单元，用于检测当前位置。

4.根据权利要求1所述的无人机航拍系统，其特征在于，所述通信单元为无线数传模块。

5.根据权利要求1所述的无人机航拍系统，其特征在于，所述远程控制单元采用基于ARM的处理装置。