CN110312085A - 基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其包括如下步骤：S1、预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；S2、通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；S3、将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

Description

基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统

技术领域

本发明涉及无人机影像处理技术领域，尤其涉及一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

2018年9月份，世界海关组织协调制度委员会(HSC)第62次会议决定，将无人机归类为“会飞的照相机”。

无人机航拍摄影是以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，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。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是集成了高空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术。

使用无人机进行小区域遥感航拍技术，在实践中取得了明显成效和经验。以无人机为空中遥感平台的微型航空遥感技术，适应国家经济和文化建设发展的需要，为中小城市特别是城、镇、县、乡等地区经济和文化建设提供了有效的遥感技术服务手段。遥感航拍技术对我国经济的发展具有重要的促进作用。

无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。特别适合获取带状地区航拍影像(公路、铁路、河流、水库、海岸线等)。且无人驾驶飞机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。

多用途、多功能的影像系统是获取遥感信息的重要手段。遥感航拍使用的摄影、摄像器材主要是经过改装的照相机，拍摄黑白、彩色的负片及反转片。也可使用小型数字摄像机或视频无线传输技术进行彩色摄制。小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人机航拍的突出特点。

但是现有技术中尚缺乏一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统。

一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其包括如下步骤：

S1、预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

S2、通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

S3、将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法中，

在所述步骤S1中预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法中，

所述步骤S2中在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法中，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。

本发明还提供一种基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其包括如下单元：

指令编制单元，用于预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

编队控制单元，用于通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

信息回传融合单元，用于将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

在所述指令编制单元中预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

所述编队控制单元中在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。

实施本发明提供的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统与现有技术相比具有以下有益效果：

能够实现一种无人机编队为拍摄主体的影像融合方法，扩大了无人机航拍的应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其包括如下步骤：

预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。通过实施本实施例，可以避免无人机编队起始时，无人机编队中无人机拍摄的无效影像信息过多的缺点。

将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法中，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。

本发明还提供一种基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其包括如下单元：

指令编制单元，用于预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

编队控制单元，用于通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

信息回传融合单元，用于将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

在所述指令编制单元中预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

所述编队控制单元中在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。

在本发明所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统中，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。

实施本发明提供的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法及系统与现有技术相比具有以下有益效果：

能够实现一种无人机编队为拍摄主体的影像融合方法，扩大了无人机航拍的应用领域。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

S2、通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

S3、将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

2.如权利要求1所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其特征在于，

在所述步骤S1中预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

3.如权利要求2所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其特征在于，

所述步骤S2中在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。

4.如权利要求3所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合方法，其特征在于，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。

5.一种基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其特征在于，其包括如下单元：

指令编制单元，用于预先编制无人机编队的运行轨迹指令；通过所述运行轨迹指令用于控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态信息；

编队控制单元，用于通过预先编制的无人机编队的运行轨迹指令控制无人机编队的航迹、在每一个航线上关键节点的停留时间、在所述每一个航线上关键节点对应无人机编队中各个无人机的姿态，并在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息；

信息回传融合单元，用于将影像信息回传到无人机控制中心平台，通过无人机控制中心平台对影像信息进行融合处理得到无人机航拍最终图像信息。

6.如权利要求5所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其特征在于，

在所述指令编制单元中预先编制无人机编队的运行轨迹指令之前还包括：

建立无人机编队中无人机编队集合Wn，其中n为无人机的数量；

对无人机编队集合Wn上无人机的摄像头传感器建立拍摄集合，具体如下：

其中pr为为第i个无人机的第l个拍摄量集；m为摄像头传感器的序号；其中x,y,z,t依次分别为立体像对的左右影像的像空间的三维坐标以及实际输出时间。

7.如权利要求6所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其特征在于，

所述编队控制单元中在控制无人机编队的航迹的起始点时，对无人机编队目标和普通目标进行分离处理。

8.如权利要求7所述的基于多个无人机航拍技术的图像融合系统，其特征在于，

通过无人机编队中无人机编队集合Wn在获取无人机编队中无人机拍摄的影像信息过程中，建立无人机编队集合Wn内无人机各个摄像头传感器拍摄的相对矢量位置信息，并通过灰度预测模型对同一摄像头传感器的拍摄位置进行校正。