CN106005454A - 无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法，属于无人飞行器领域。本发明包括无人飞行器和声音采集器，还包括数据接收器，信号处理器，收纳机构；所述声音采集器内置于收纳机构中并与数据接收器电连接或无线通讯连接；所述信号处理器包括控制模块；所述控制模块与声音采集器电连接或无线通讯连接，并与收纳机构电连接；所述收纳机构设置于无人飞行器机体上；所述收纳机构设有开口。本发明通过设置收纳机构将声音采集器放置在无人飞行器一定距离以外，靠近声源，能够采集到高质量的音频，减少了人力和时间成本，提高了效率。

Description

无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法。

背景技术

无人飞行器的应用领域正在不断拓展，无论是行业无人飞行器还是消费无人飞行器都得到长足的进步，尤其是多旋翼式无人飞行器为代表的小微型无人飞行器，其各种组成部分开始模块化，产业日趋成熟。

随着技术的进步，产业的成熟，无人飞行器开始应用于越来越多的技术领域，尤其是航拍需求已经基本成熟。采用无人飞行器实施航拍的技术和市场虽然已经开始成熟，但是先在航拍得到的内容基本是无声的哑片。采用集音器或者无线麦克风进行实时声音采集的技术其实并不困难，但问题在于，现在成熟的多旋翼式无人飞行器在航拍作业中，由于旋翼的高速旋转，产生了很强的噪声，不仅使得直接集音不能实现，还产生了很强的低频干扰，而有的无人飞行器甚至不采集声音，只采集图像或者进行广播。

比如，公开号CN201610036966.X的专利申请公开了一种向地面投放物资的无人飞行器，无人飞行器上带有广播平台，用于接收来自地面的麦克风的信号，通过广播平台定向发出声音。而公开号CN201520753935.7专利申请同样公开了一种搭载在无人飞行器上的广播系统，这些申请都对利用无人飞行器进行声音放出的方案进行了探讨，但是都不关注如何用无人飞行器进行声音采集。

又比如申请号为201520884384.8专利申请文件，提出了一种可双向通信的无人飞行器，其将摄像机和声音采集器直接安装在无人飞行器本体一侧，并没有对采集到的音频进一步处理，使得采集到的音频含有很强的噪声，基本很难得到较好的通话效果。

事实上，现有技术主要在关注，如何针对这种直接采集得来的声音进行降噪处理，从而还原出能够接受的原声效果，比如申请号为201510663629.9的专利申请文件，就提出了一种对航拍中的声音进行降噪处理的方法。但是这种方法导致给无人飞行器的数据处理工作增加了极大压力，并且这种方法的问题在于，其实际效果也不好，高达70-80分贝的旋翼噪声一定会对原声造成难以恢复的损失。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法，能够方便高效地采集优质音频，而不必花费大量成本对音频进行降噪或后期加音频等处理，从而减轻了后期人力和时间成本，提高了工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种无人飞行器音频采集系统，包括无人飞行器和声音采集器，还包括数据接收器，信号处理器，收纳机构；所述声音采集器内置于收纳机构中并与数据接收器电连接或无线通讯连接；所述信号处理器包括控制模块；所述控制模块与声音采集器电连接或无线通讯连接，并与收纳机构电连接；所述收纳机构设置于无人飞行器机体上；所述收纳机构设有开口。

进一步的，所述声音集音器为有线集音器；所述有线集音器分别与数据接收器和控制模块电连接。

进一步的，所述收纳机构包括与控制模块电连接的电机；所述有线集音器的信号线缠绕在所述电机的联动轴上。

进一步的，所述声音采集器为无线集音器；所述无线集音器分别与控制模块和数据接收器无线通讯连接。

进一步的，所述收纳机构包括夹持器和/或弹射机构；所述夹持器和/或弹射机构与控制模块电连接。

进一步的，所述开口为可自由封闭的开口。

进一步的，还包括安装在无人飞行器上的图像采集装置；所述图像采集装置分别与数据接收器和控制模块电连接。

根据本发明的另一方面，提出了一种无人飞行器音频采集方法，依次包括以下步骤：

无人飞行器打开收纳机构的开口；

声音采集器从开口处垂落；

声音采集器开始采集音频；

任务结束，收回声音采集器并遥控无人飞行器返回。

进一步的，声音采集器为有线集音器或无线集音器；所述声音采集器从开口处垂落步骤，包括无人飞行器通过控制电机将有线集音器从开口处垂落下去，或通过控制夹持器和/或弹射机构将无线集音器从开口处垂落或弹射出去。

进一步的，所述声音采集器开始采集音频步骤，还包括图像采集装置开始采集视频。

本发明公开了一种无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法，通过设置收纳机构，在需要录制音频时，将声音采集器从收纳机构中放出，将声音采集器放置在无人飞行器机体一定距离以外，而靠近声源，有效降低了无人飞行器旋翼旋转所带来的噪声，从而提高了音频的音质；通过在收纳装置中设置电机或夹持器，需要录制音频时，将有线集音器从收纳机构中放出即可，而当录制完音频后，通过将电机反向旋转即可将有线集音器回收，简单方便；进一步地，将无线集音器放置在收纳装置中，需要录制音频时，将无线集音器通过收纳机构的开口投射在需要集音的地方，可避免旋翼所带来的噪声，增强录制效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的无人飞行器音频采集系统结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的无人飞行器音频采集系统结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的无人飞行器音频采集方法流程图；

图4示出了根据本发明实施例四的无人飞行器音频采集方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV(unmanned aerial vehicle)”，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。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、无人伞翼机等。近年来，随着传感器工艺的提高、微处理器技术的进步、动力装置的改善以及电池续航能力的增加，使其在军事、民用方面的用途不断高速拓展，无人飞行器市场具有广阔前景。

本发明实施例中优选的无人飞行器为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。

本发明技术方案采用的无人飞行器主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行成本低等。本发明使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

实施例一、一种无人飞行器音频采集系统。

图1为本发明实施例一的无人飞行器音频采集系统示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种无人飞行器音频采集系统，包括无人飞行器101和声音采集器103，还包括数据接收器104，信号处理器105，收纳机构106；所述声音采集器103为有线集音器103；所述有线集音器103与数据接收器104电性连接；所述信号处理器105包括控制模块108；所述控制模块108分别与有线集音器103和收纳机构106电连接；所述收纳机构106设置于无人飞行器101机体下方，底部设有开口109，所述开口109为可自由封闭的滑动开口109；所述有线集音器103内置于收纳机构106中，并位于所述滑动开口109的上方。

本发明实施例中优选的，所述收纳机构106包括固定安装在收纳机构106一侧的电机110，所述电机110与信号处理器105电性链接。所述收纳机构106的材质可以与无人飞行器101机体一样的材质也可不同，只要能够满足使用需要均可。所述可自由封闭的滑动开口109可以是电动门样式的开口，也可是推拉门样式的开口，只要在需要时能打开，不用时关闭即可；所述收纳机构106中还设有控制滑动开口109开合的滑动开口控制开关，所述滑动开口控制开关包括非接触式开关，可以是电动开关，或者是光电开关等等，或者采用感应器，比如压力传感器，当有线集音器103落到滑动开口109处时，通过比较压力数值，信号处理器105的控制模块108发送控制命令即可打开滑动开口控制开关，有线集音器103即可继续从滑动开口109处垂落下去。

本发明实施例中优选的，所述声音采集器103为设有信号线的有线集音器103，有线集音器103可以是微型麦克风，微型麦克风通过信号线连接到数据接收器104和控制模块108，数据接收器104将通过信号线采集到音频数据传输给信号处理器105中；控制模块108控制微型麦克风打开和关闭；微信麦克风的信号线缠绕在的电机110输出轴上，或者若电机110输出轴不够长，可在电机110输出轴上套设一个转轴，将信号线缠绕在转轴上。

本发明实施例优选的，还包括安装在无人飞行器101机体上的图像采集装置102，所述图像采集装置102为高清摄像头102；所述高清摄像头102分别与数据接收器104和控制模块108电连接；所述信号处理器还包括语音合成模块107；所述数据接收器104与语音合成模块107电连接；所述数据接收器104将高清摄像头102和有线集音器103分别采集到的视频和音频同步传输到语音合成模块107中，所述语音合成模块107分别对视频和音频进行处理，将音频同步合成到视频上，最后将得到的高质量的音视频存储到信号处理器107的存储区中；同时，还可以在语音合成模块107中添加音视频处理电路，对视频和音频进行滤波、降噪等处理，提高音视频的质量，减少后期人员的劳动。

当有拍摄任务时，信号处理器105发送信给摄像头和微型麦克风，并将收纳机构106的滑动开口109打开，给电机110使能，使得微信麦克风从滑动开口109出垂落下来，当无人飞行器101到达任务目标点后开始录制音视频；任务结束后，给电机110反向供电，电机110反向旋转将微型麦克风收回到收纳机构106中，关闭滑动开口109，无人飞行器101返回。

本发明实施例公开了一种无人飞行器音频采集系统，声音采集器103采用有线集音器103，收纳机构106中设有电机110，所述电机110用于将有线集音器103从滑动开口109处垂落或回收；本发明实施例能够将声音采集器103设在无人飞行器101一定距离以外，并靠近声源，采集到的音频质量较高，克服了现有技术的困难，并大大减少了后期处理等人力和时间成本，提高了航拍效率。

实施例二、一种无人飞行器音频采集系统。

图2为本发明实施例2的无人飞行器音频采集系统示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。

本实施例公开了一种无人飞行器音频采集系统，包括无人飞行器201，无线集音器203和固定安装在无人飞行器201机体一侧的高清摄像头202，还包括数据接收器204，信号处理器205，收纳机构206；所述数据接收器204包括无线接收模块207和视频接收模块208；所述高清摄像头202与视频接收模块208电性连接；所述无线集音器203与无线接收模块207无线通讯连接；所述信号处理器205包括语音合成模块209和控制模块210；所述数据接收器204与语音合成模块209电连接；所述控制模块210分别与高清摄像头202和收纳机构206电连接，并与无线集音器203无线通讯连接；所述收纳机构206设置于无人飞行器201机体下方，底部设有滑动开口211；所述无线集音器203内置于收纳机构206中，并位于所述滑动开口211的上方；

本发明实施例中优选的，所述收纳机构206包括在滑动开口211上方设置的夹持器212，所述夹持器212与控制模块210电连接；所述夹持器212可以是电动夹爪，也可以是气动夹爪等可控的夹具，控制模块210能够控制夹持器212的开合；还可以在夹持器212上设置弹射机构，将无线集音器203按一定的角度投射出去。

本发明实施例中优选的，所述声音采集器为无线集音器203，无人飞行器201作为承载飞行平台，携带无线集音器203飞行到飞行作业地，然后将该无线集音器203释放出去或者投射出去，抵达拟拍摄对象附近，然后无人飞行器201自身完成空中航拍，由落在拍摄对象附近的无线集音器203来实施录音工作。

该无线集音器203既可以通过设置于附近的无线中转站或者无线信号接收装置来实施声音信号的接收和处理，也可以将无线中继装置设置于无人飞行器201上，直接通过无人飞行器201来接收声音信号，并与拍摄到的视频信号合成和/或传输回地面控制站。

无线集音器203可以采用无线麦克风，其本身的结构由于并非本专利的重点，所以本申请不再就其技术方案做过多陈述，无线麦克风的原理本身在CN201210018218.0类似的专利申请中早已公开，而且现有技术中对于无线麦克风的加工精度不断提高，早就已经能够制作体积、重量非常小，适于本申请方案使用的无线麦克风，因此对于麦克风的具体结构和原理不再赘述。

上述释放或者投射机制中，由于无线麦克风本身的结构比较轻，所以可以不考虑无线麦克风可能在落地冲击过程中受到的伤害，另外，也可以在无线麦克风外层附着一层密度小、体积大的类似泡沫塑料、网状材料等缓冲结构的附着层，这些材料采用非金属材质也不会影响无线麦克风的信号发送，而且附着了这样的缓冲部分之后，该无线麦克风在空中的飞行着陆过程变得缓和，降低了着陆冲击，并且即使发生了冲击，该冲击力也会被该外附着层所吸收，不至于对无线麦克风造成伤害。

本发明实施例中优选的，所述信号处理器205能够通过中央处理器(CPU)和/或协处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器205(DSP)、特定用途基础电路(ASIC)以及嵌入式微处理器(ARM)实现。

本发明实施例中优选的，所述信号处理器205可以包括一个或多个可编程处理器和存储器，所述存储器为非易失性计算机可读介质。所述信号处理器205可以与非易失性计算机可读介质连接。所述非易失性计算机可读介质可以包括一个或多个存储单元(例如可移动介质或外部存储器，如SD卡或随机存储器)。在某些实施例中，来自于传感器的数据可以直接传送及存储于所述非易失性计算机可读介质的存储单元中(例如通过直接内存访问连接(DMA))。所述非易失性计算机可读介质的存储单元可以存储代码及/或程序指令。所述信号处理器205执行该代码及/或程序指令，以执行本说明书描述的实施例。

当有拍摄任务时，信号处理器205发送信号给摄像头和无线麦克风，并将收纳机构206的滑动开口211打开，松开电动夹爪或气动夹爪，使得微信麦克风从滑动开口211处以自由落体的方式垂落下来，之后关闭滑动开口211并开始录制音视频；任务结束后，用户将无线麦克风收回，遥控无人飞行器201返回。

本发明实施例公开了一种无人飞行器201音频采集系统，声音采集器采用无线集音器203，收纳机构206中设有夹持器212，所述夹持器212用于将无线集音器203从滑动开口211处垂落或弹射出去；本发明实施例能够直接将声音采集器设在声源附近，采集到的音频质量较高，克服了现有技术的困难，并大大减少了后期处理等人力和时间成本，提高了航拍效率。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例三、一种无人飞行器音频采集方法。

图3为本发明实施例三的无人飞行器音频采集方法流程图，本发明实施例将结合图3进行具体说明。

如图3所示，本发明实施例提供了一种无人飞行器音频采集方法，具体包括以下步骤：

步骤S301：无人飞行器打开收纳机构的开口；

步骤S302：有线集音器从开口处垂落；

步骤S303：有线集音器开始采集音频；

步骤S304：任务结束收回有线集音器并关闭开口，遥控无人飞行器返回。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器打开收纳机构的开口的步骤，具体为：所述开口为可自由封闭的滑动开口；用户遥控无人飞行器飞行至目标任务地点后，发送开始采集音视频的遥控指令给信号处理器，信号处理器发送控制信号将收纳机构的滑动开口打开；其中收纳机构中设置有控制滑动开口开合的滑动开口开关，可以是电动开关或光电开关，或者采用压力传感器等传感设备。

本发明实施例中优选的，所述声音采集器为有线集音器，所述有线集音器从开口处垂落的步骤，具体为，所述有线集音器的信号线缠绕在电机的输出轴上；所述电机接收信号处理器发送的正向控制信号并正向转动，电机带动有线集音器从滑动开口处垂落。

本发明实施例中优选的，所述任务结束后收回有线集音器并关闭开口，遥控无人飞行器返回的步骤，具体为：所述电机接收信号处理器发送的反向控制信号并反向旋转，通过拉动有线集音器的信号线，将有线集音器回收至收纳机构，最后关闭滑动开口，用户遥控无人飞行器返回。

本发明实施例公开了一种无人飞行器音频采集方法，声音采集器采用有线集音器，收纳机构中设有电机，所述电机用于将有线集音器从滑动开口处垂落或回收；本发明实施例能够将声音采集器设在无人飞行器一定距离以外，并靠近声源，采集到的音频质量较高，避免了现有的方法中需要后期添加音频或再进行降噪处理，大大减少了后期处理等人力和时间成本，操作简单，并提高了航拍效率。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例四、一种无人飞行器音频采集方法。

图4为本发明实施例四的无人飞行器音频采集方法流程图，本发明实施例将结合图4进行具体说明。

如图4所示，本发明实施例提供了一种无人飞行器音频采集方法，该音频采集方法包括以下步骤：

步骤S401：无人飞行器打开收纳机构的开口；

步骤S402：无线集音器从开口处垂落，并关闭开口；

步骤S403：图像采集装置和无线集音器开始采集音视频；

步骤S404：任务结束收回无线集音器并遥控无人飞行器返回。

本发明实施例中优选的，所述声音采集器为无线集音器，所述无线集音器从开口处垂落，并关闭开口步骤，具体为，信号处理器发送控制信号给夹持器，夹持器打开并使得无线集音器从收纳机构的开口处以自由落体的方式下落；还可以在收纳机构中增设弹射机构，将无线集音器以一定的角度弹射出去，定向落到声源附近；无线集音器下落之后，信号处理器发送控制信号关闭收纳机构的开口。

本发明实施例优选的，所述图像采集装置和无线集音器开始采集音视频步骤，具体为信号处理器发送控制命令给图像采集器和无线集音器，所述图像采集器和无线集音器同时分别采集视频和音频，并将采集到的视频和音频发送到信号处理器中的语音合成模块，或无线发送给地面站进行处理，将音频同步合成到视频当中，直接得到高质量的音视频，而不必再进行后期处理，节省了人力物力。

本发明实施例中优选的，所述任务结束收回无线集音器并遥控无人飞行器返回步骤，因为声音采集器为无线集音器，无线集音器从收纳机构的开口处落到声源附近之后，无人飞行器就不能自动收回无线集音器了，因此需要用户到落地点进行人工收回，并遥控无人飞行器返回。

本发明实施例公开了一种无人飞行器音频采集方法，采用无线集音器作为声音采集器，并在收纳机构中设置夹持器和/或弹射机构，将无线集音器投射到声源附近，本发明实施例因为避免了无人飞行器旋翼因高速旋转而带来的噪声，能够直接采集高质量的音频；操作该方法时应避免在人群上空投落，以免砸伤行人，可先遥控无人飞行器低空飞行至目标附近，然后再将无线集音器从收纳机构的开口处垂落，以保证安全。本发明实施例操作简单，并大大减少了人力和时间成本，提高了航拍效率。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

本发明可以带来这些有益的技术效果：本发明实施例公开的无人飞行器音频采集系统及其音频采集方法，通过在无人飞行器上设置收纳机构，并在收纳机构上设置可自由封闭的开口，将声音集音器与无人飞行器分离，并将声音集音器放置到声源附近，能有效避免无人飞行器旋翼高速旋转所带来的噪声，提高了声音集音器直接采集的音频质量，因而降低了人力和时间成本，减少了能耗，提高了拍摄效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器音频采集系统，包括无人飞行器和声音采集器，其特征在于：还包括数据接收器，信号处理器，收纳机构；所述声音采集器内置于收纳机构中并与数据接收器电连接或无线通讯连接；所述信号处理器包括控制模块；所述控制模块与声音采集器电连接或无线通讯连接，并与收纳机构电连接；所述收纳机构设置于无人飞行器机体上；所述收纳机构设有开口。

2.根据权利要求1所述的无人飞行器音频采集系统，其特征在于：所述声音集音器为有线集音器；所述有线集音器分别与数据接收器和控制模块电连接。

3.根据权利要求2所述的无人飞行器音频采集系统，其特征在于：所述收纳机构包括与控制模块电连接的电机；所述有线集音器的信号线缠绕在所述电机的联动轴上。

4.根据权利要求1所述的无人飞行器音频采集系统，其特征在于：所述声音采集器为无线集音器；所述无线集音器分别与控制模块和数据接收器无线通讯连接。

5.根据权利要求4所述的无人飞行器音频采集系统，其特征在于：所述收纳机构包括夹持器和/或弹射机构；所述夹持器和/或弹射机构与控制模块电连接。

6.根据权利要求1至5所述的任一无人飞行器音频采集系统，其特征在于：所述开口为可自由封闭的开口。

7.根据权利要求6所述的无人飞行器音频采集系统，其特征在于：还包括安装在无人飞行器上的图像采集装置；所述图像采集装置分别与数据接收器和控制模块电连接。

8.一种无人飞行器音频采集方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

无人飞行器打开收纳机构的开口；

声音采集器从开口处垂落；

声音采集器开始采集音频；

任务结束，收回声音采集器并遥控无人飞行器返回。

9.根据权利要求8所述的无人飞行器音频采集方法，其特征在于：所述声音采集器为有线集音器或无线集音器；所述声音采集器从开口处垂落步骤，包括无人飞行器通过控制电机将有线集音器从开口处垂落下去，或通过控制夹持器和/或弹射机构将无线集音器从开口处垂落或弹射出去。

10.根据权利要求8所述的无人飞行器音频采集方法，其特征在于：所述声音采集器开始采集音频步骤，还包括图像采集装置开始采集视频。