CN108200415A - 基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统及其方法，其处理系统特征在于：由无人机端、地面终端以及云端服务器组成。本发明通过增强现实处理软件对无人机的航拍画面进行增强现实处理，在画面中叠加显示有无人机数据的虚拟信息界面；将无人机的坐标定位和航拍画面进行整合后与地理位置信息库中的数据对比，提取出与画面匹配的地理位置信息，并将对应的地理位置信息叠加到画面中，画面中能够实时展示地理位置信息，增强画面辨识度；图像画面经过三维构建和虚拟处理，结合图像处理技术和同步地理位置信息，点击画面中即可获取相应的坐标位置，点击画面中的两点，即可显示两点的坐标和距离。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术，尤其是基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统及其方法，属于技术领域。
背景技术
无人机航拍是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。
在现有的无人机航拍工作中，操控者通过控制无人机拍摄需要的图像画面，但在得到的航拍画面中，存在有以下的问题：1、一些需要重点观察的区域，容易受到城市楼宇或绿化的遮盖，不能被清楚的观察；2、航拍画面呈现的是从上空的俯瞰画面，画面中并没有相应的区域坐标标记，不便于航拍工作者辨识场景；3、在呈现画面的显示屏上，不能够人为的进行如图像标记的操作，缺乏实时的互动性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统及其方法。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统，其特征在于：由无人机端、地面终端以及云端服务器组成，其中：
无人机端接收地面终端的控制指令，进行采集图像画面、采集传感器数据等的操作，并将采集的图像画面和数据发送回地面终端进行处理；
地面终端用于存储并分析处理无人机端传输的图像和数据，可联网与云端服务器通讯，获取地理位置信息库等所需数据；
云端服务器存储有地理位置信息的云数据库。
作为一种优选方案，所述的无人机端由无人机、摄像机和传感器构成，所述的无人机为多旋翼无人机，所述的传感器包含GPS、姿态传感器。
作为一种优选方案，所述的地面终端由带显示器的移动设备和通讯控制器构成，所述的通讯控制器用于对无人机发送控制指令同时接收无人机回传的数据。
所述的基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统的方法，其特征在于，实现步骤如下：
步骤11：无人机通过摄像机拍摄真实场景画面同时通过机载的各类传感器采集数据；
步骤12：带显示器的移动设备存储图像和数据；
步骤13：生成展示数据信息的虚拟信息界面；
步骤14：处理无人机采集的数据，将处理后的数据分类添加进虚拟信息界面中；
步骤15：将无人机拍摄的画面作为背景画面，将虚拟信息界面叠加到无人机拍摄的画面中；
步骤21：将步骤11拍摄真实场景画面进行分析处理，提取出画面的特征信息点；
步骤22：可移动设备调取服务器的地理位置信息库；
步骤23：结合特征信息点和无人机的坐标定位与地理位置信息库内的数据进行比对，查找在数据库内与图像画面相匹配的地理位置信息；
步骤24：通过查找到的匹配的地理位置信息，将匹配的地理位置信息叠加进画面；
步骤31：对步骤11无人机拍摄的画面进行三维构建和虚拟处理；
步骤32：基于步骤21至24，将画面对应的地理位置信息融合进画面；
步骤33：通过图像处理技术实现点击画面即可显示位置信息，点击两点可显示位置和距离。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明通过增强现实处理软件对无人机的航拍画面进行增强现实处理，在画面中叠加显示有无人机数据的虚拟信息界面；
2、本发明将无人机的坐标定位和航拍画面进行整合后与地理位置信息库中的数据对比，提取出与画面匹配的地理位置信息，并将对应的地理位置信息叠加到画面中，画面中能够实时展示地理位置信息，增强画面辨识度；
3、本发明的图像画面经过三维构建和虚拟处理，结合图像处理技术和同步地理位置信息，点击画面中即可获取相应的坐标位置，点击画面中的两点，即可显示两点的坐标和距离。
附图说明
图1为本发明系统的结构框图；
图2为本发明的功能模块图；
图3为本发明在航拍画面中叠加无人机数据的方法流程图；
图4为本发明在航拍画面中叠加地理位置信息的方法流程图；
图5为本发明在实现航拍画面可标记和测算画面位置点之间距离的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统及其方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例的基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统，其特征在于：由无人机端、地面终端以及云端服务器组成，其中：
无人机端接收地面终端的控制指令，进行采集图像画面、采集传感器数据等的操作，并将采集的图像画面和数据发送回地面终端进行处理；
地面终端用于存储并分析处理无人机端传输的图像和数据，可联网与云端服务器通讯，获取地理位置信息库等所需数据；
云端服务器存储有地理位置信息的云数据库。云数据库存储着卫星定位下的可见区域的地理位置信息，其中包括但不限于经纬度数据、海拔高度数据、地形地貌数据、距离信息等在内的多种数据。
如图1所示，所述的无人机端由无人机、摄像机和传感器构成，所述的无人机为多旋翼无人机，所述的传感器包含GPS、姿态传感器。
如图1所示，所述的地面终端由带显示器的移动设备和通讯控制器构成，所述的通讯控制器用于对无人机发送控制指令同时接收无人机回传的数据。
如图2所示，本发明基于增强现实技术的无人机图像画面处理方法总体思路为在无人机拍摄画面上叠加相关的标注数据，以实现画面增强现实的效果。按本发明的三个功能模块来分，可结合实施例来说明，包括在无人机航拍画面中叠加无人机的数据信息，在画面中叠加画面对应的地理位置信息以及对画面进行标记，实现手势动作识别，下面结合实施例进行详细介绍。
实施例2：
如图3所示，实施例2的具体步骤如下：
步骤11：无人机通过摄像机拍摄真实场景画面同时通过机载的各类传感器采集数据；
在本步骤中，无人机搭载有摄像机和各类传感器，可采集图像画面同时能够通过各类传感器采集无人机的飞行姿态、高度、GPS等在内的无人机数据。
步骤12：带显示器的移动设备存储图像和数据；
在本步骤中，地面终端的移动设备接收无人机传送回的数据，同时将无人机拍摄的画面和采集的数据包括无人机的高度、飞行姿态、GPS等数据进行存储；地面终端通过通讯控制器与无人机进行数据交互。地面终端的带显示器的可移动设备对数据进行存储和处理，同时通过显示器展示画面。
具体的，带显示器的可移动设备安装有增强现实处理软件。
步骤13：生成展示数据信息的虚拟信息界面；
在本步骤中，可移动设备的增强现实处理软件生成展示数据信息的虚拟信息界面，所述信息界面为拍摄画面提供辅助提示信息，在画面中的边缘部分展示，不影响无人机拍摄的主体画面；虚拟信息界面为半透明的带数据信息的界面，叠加在无人机画面上。
步骤14：处理无人机采集的数据，将处理后的数据分类添加进虚拟信息界面中；
可移动设备的增强现实处理软件将无人机采集的数据包括无人机的飞行姿态、无人机的方位、GPS、高度等数据进行处理，将处理后的数据分类添加进虚拟信息界面中。
步骤15：将无人机拍摄的画面作为背景画面，将虚拟信息界面叠加到无人机拍摄的画面中。
实施例3：
如图4所示，在上述实施例的基础上，实施例3的具体步骤如下：
步骤21: 将步骤11拍摄真实场景画面进行分析处理，提取出画面的特征信息点；
可移动设备的增强现实处理软件对无人机采集的画面进行分析处理，提取出画面的特征信息点，包括画面中的建筑、街道和地形等的特征信息点。
步骤22：可移动设备调取服务器的地理位置信息库；
在本步骤中，可移动设备联网与云端服务器进行通讯，获取存储在云端服务器的地理位置信息库并调用信息库内的数据。服务器内的地理位置信息库存储着卫星定位下的可见区域的地理位置信息，其中包括但不限于经纬度数据、海拔高度数据、地形地貌数据、距离信息等在内的多种数据。
步骤23：结合特征信息点和无人机的坐标定位与地理位置信息库内的数据进行比对，查找在数据库内与图像画面相匹配的地理位置信息；
增强显示处理软件将步骤23中提取的画面的特征信息点和无人机的坐标定位与地理位置信息库内的数据进行比对，查找在数据库内与图像画面相匹配的地理位置信息。
步骤24：通过查找到的匹配的地理位置信息，将匹配的地理位置信息叠加进画面；
通过查找到的匹配的地理位置信息，即为画面对应的地理位置信息，增强现实处理软件将对应的地理位置信息叠加到画面中。
在本步骤中，增强现实处理软件在画面中叠加画面内的主要地理位置信息，如坐标建筑的信息。具体的，增强现实处理软件生成带有指引线的透明标注图，将地理位置信息添加到标注图内，在画面展示到某处坐标时，会有对应的标注图显示出来。
在本发明实施例中，经过增强现实软件的处理，画面的相关地理位置信息被生成为带指引线的透明标注图，在航拍画面中能够实时的展示相关的标注图。在画面变化时，通过地理位置信息的变化和图像处理技术，能够实时的在对应的位置显示对应的位置信息标注图。
在实际例子中，无人机的航拍画面没有相关的辅助提示数据；在增强现实的处理过程中，增强现实处理软件通过无人机的坐标定位和提取的画面的特征信息点在地理位置信息库中找到画面对应的位置信息；增强现实软件将画面对应的地理位置信息添加进带指引线的透明标注图内。
实施例4：
如图5所示，在上述实施例的基础上，实施例4的具体步骤如下：
步骤31：对步骤11无人机拍摄的画面进行三维构建和虚拟处理；
在本步骤中，增强现实处理软件根据画面的层次和空间几何对画面进行三维模拟仿真和场景虚拟。
步骤32：基于步骤21至24，将画面对应的地理位置信息融合进画面；
在本步骤中，基于方案二的基础，增强现实处理软件在地理位置信息库中提取到画面对应的地理位置信息，在经过处理后，增强显示处理软件将地理位置信息融合进增强现实处理后的画面。
步骤33：通过图像处理技术实现点击画面即可显示位置信息，点击两点可显示位置和距离；
在本步骤中，增强现实处理软件结合图像处理技术对画面进行关键点标注，对画面进行点击，可在画面中生成标记，同时该标记有相应的位置标注图显示该标记点的位置信息；同时可对画面的多个位点进行标记，可展示各个位点的位置信息和位点之间的距离。
在本实际例子中，所述移动设备的增强现实处理软件对图像画面进行三维构建和虚拟处理，结合图像处理技术，用户可以对显示器上的画面进行标注；同时结合地理位置信息库，将画面对应的地理位置信息融合进画面中。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利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专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (4)
1.基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统，其特征在于：由无人机端、地面终端以及云端服务器组成，其中：
无人机端接收地面终端的控制指令，进行采集图像画面、采集传感器数据等的操作，并将采集的图像画面和数据发送回地面终端进行处理；
地面终端用于存储并分析处理无人机端传输的图像和数据，可联网与云端服务器通讯，获取地理位置信息库等所需数据；
云端服务器存储有地理位置信息的云数据库。
2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统，其特征在于：所述的无人机端由无人机、摄像机和传感器构成，所述的无人机为多旋翼无人机，所述的传感器包含GPS、姿态传感器。
3.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统，其特征在于：所述的地面终端由带显示器的移动设备和通讯控制器构成，所述的通讯控制器用于对无人机发送控制指令同时接收无人机回传的数据。
4.利用权利要求1至3所述的基于增强现实技术的无人机图像画面处理系统的方法，其特征在于，实现步骤如下：
步骤11：无人机通过摄像机拍摄真实场景画面同时通过机载的各类传感器采集数据；
步骤12：带显示器的移动设备存储图像和数据；
步骤13：生成展示数据信息的虚拟信息界面；
步骤14：处理无人机采集的数据，将处理后的数据分类添加进虚拟信息界面中；
步骤15：将无人机拍摄的画面作为背景画面，将虚拟信息界面叠加到无人机拍摄的画面中；
步骤21：将步骤11拍摄真实场景画面进行分析处理，提取出画面的特征信息点；
步骤22：可移动设备调取服务器的地理位置信息库；
步骤23：结合特征信息点和无人机的坐标定位与地理位置信息库内的数据进行比对，查找在数据库内与图像画面相匹配的地理位置信息；
步骤24：通过查找到的匹配的地理位置信息，将匹配的地理位置信息叠加进画面；
步骤31：对步骤11无人机拍摄的画面进行三维构建和虚拟处理；
步骤32：基于步骤21至24，将画面对应的地理位置信息融合进画面；
步骤33：通过图像处理技术实现点击画面即可显示位置信息，点击两点可显示位置和距离。
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