CN110771141B - 拍摄方法和无人机 - Google Patents

Abstract

一种拍摄方法和无人机，所述方法包括：控制无人机按照预设航线飞行，预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个航点中的部分或全部作为拍摄点；在无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制无人机上的云台(300)切换姿态，使得云台(300)上的拍摄装置(200)在每一拍摄点均处于预设姿态；获取拍摄装置(200)在每一拍摄点所拍摄的图像；多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。在拍摄过程无需停止无人机飞行，提高了拍摄效率，特别适用于地图测绘上；该拍摄方法通过云台(300)控制一台拍摄装置(200)即可实现，相比传统的多拼拍摄装置，拍摄系统重量大大减轻，故可选择体积和重量较轻的无人机来搭载拍摄装置，降低了使用成本。

Description

拍摄方法和无人机

技术领域

本发明涉及图像采集领域，尤其涉及一种拍摄方法和无人机。

背景技术

倾斜摄影技术是通过在无人机上搭载多台拍摄装置，同时从一个垂直以及四个侧视不同角度采集图像，相比传统摄影多了四个倾斜拍摄角度，从而能够获取到更加丰富的侧面纹理等信息。为实现多个方位的拍摄，相关技术中，将多个拍摄装置进行组合，再将组合后的多拼拍摄装置(如5拼拍摄装置)装设在无人机上。该多拼拍摄装置需要多个独立的拍摄装置系统，并存在成本高、重量大的缺陷。此外，由于多拼拍摄装置重量很大，故需要搭载在体积较大的无人机上才能顺利作业，这导致使用成本高、安装、运输复杂等诸多问题。

相关技术中，无人机搭载也可以采用只有一个镜头的拍摄装置进行多角度拍摄，无人机运动至拍摄点并停在拍摄点后，再控制拍摄装置从不同的角度针对目标进行拍摄。以只有一个镜头的拍摄装置为例，无人机到达拍摄点并停稳后，控制拍摄装置进行姿态调整，以实现5个拍摄角度的拍摄；然后控制无人机到达下一拍摄点并挺稳后，再控制拍摄装置进行姿态调整，以实现5个拍摄角度的拍摄，但采用这种拍摄方式会导致拍摄效率很低，无法满足需求。

发明内容

本发明提供一种拍摄方法和无人机。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种拍摄方法，所述方法包括：

控制无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个所述航点中的部分或全部作为拍摄点；

在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态；

获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像；

其中，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。

根据本发明的第二方面，提供一种无人机，包括机身、云台、拍摄装置及处理器，所述拍摄装置通过所述云台搭载在所述机身上，所述云台及所述拍摄装置与所述处理器分别电连接；所述处理器用于：

控制无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个所述航点中的部分或全部作为拍摄点；

在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态；

获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像；

其中，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例在无人机从当前拍摄点飞行下一拍摄点的过程中，控制搭载拍摄装置的云台切换姿态，使得拍摄装置在每一拍摄点处于预设姿态并进行拍摄，拍摄过程无需停止无人机飞行，从而提高了拍摄效率，特别适用于地图测绘上；并且，本发明实施例的拍摄方法通过云台控制一台拍摄装置即可实现，相比传统的多拼拍摄装置，本发明的无人机重量大大减轻，从而可选择体积和重量较轻的无人机来搭载拍摄装置，降低了使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中的无人机的结构示意图；

图2是本发明一实施例中的拍摄方法的方法流程图；

图3是本发明一实施例中的云台的姿态切换示意图；

图4是相关技术中的无人机在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄图像的对比图；

图5是相关技术中的无人机在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄图像的另一对比图；

图6是本发明一实施例中的无人机的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的拍摄方法和无人机进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1是本发明实施例中的无人机的结构示意图。参见图1，本发明实施例的无人机可包括机身100、拍摄装置200和云台300，其中，拍摄装置200通过云台300搭载在机身100上。该无人机可以为固定翼无人机，也可以为多旋翼无人机，具体可根据实际需求选择无人机的类型，例如，当云台300和拍摄装置200的重量较大时，可选择体积和重量较大的固定翼无人机来搭载云台300和拍摄装置200；当云台300和拍摄装置200重量较小时，可选择体积和重量较小的多旋翼无人机来搭载云台300和拍摄装置200。拍摄装置200可为集成相机，也可以为图像传感器和镜头组合成的器件。此外，本实施例的云台300可以为两轴云台，也可以为三轴云台。

该无人机可应用在测绘领域，以拍摄物为地面为例，通过无人机搭载拍摄装置200采集地面图像，再利用软件对地面图像进行三维或二维地图重建，通过测绘获得的地图可应用在不同的行业，如在电力巡检领域，可利用重建的地图检查线路故障；在道路规划领域，可利用重建的地图进行道路的选址；缉毒警察可利用重建的三维地图来检查深山中的罂粟种植情况等等。当然，该无人机并不局限于测绘领域，也可应用在其他需要获取拍摄物多方位的特征信息的领域。拍摄物也不限于地面，也可为大型建筑物、山峦等。

相关技术中，固定翼无人机一般很少搭载云台，这是因为在测绘领域，对拍摄装置的像素要求比较高，如高于2000万像素，高像素的要求使得多拼拍摄装置的体积增大，如果再通过云台将拍摄装置搭载在固定翼无人机上，不仅对云台的体积与承载重量有高要求，且会导致固定翼无人机整体体积更大。

针对此，在利用固定翼无人机进行拍摄时，本发明只需采用一台拍摄装置，该拍摄装置虽然像素大，但相对多拼拍摄装置体积和重量大大减小，从而大大减小了固定翼无人机的重量以及尺寸。另外，相对于多旋翼无人机而言，固定翼无人机航时航程长，通常为多旋翼无人机的5～10倍，对诸如测绘领域的拍摄应用较为友好。本发明以采用固定翼无人机来搭载云台和拍摄装置进行拍摄为例进行说明。

而在相关技术中，无论是固定翼无人机还是旋翼无人机，在利用一个拍摄装置实现多个角度的拍摄时，例如5个角度，由于速度或效率控制的原因，一般会控制无人机对同一航线飞行5次，每次航线对应一个拍摄角度，以实现多角度拍摄，但这不利于无人机的续航。基于此，本发明在无人机的一次飞行过程中，控制无人机上的云台进行姿态切换，以实现多个拍摄角度的拍摄，从而不用实现航线的反复巡飞，进而不仅有利于提高拍摄效率，还有利于降低无人机的能耗。

以下实施例将对无人机工作流程进行说明。

参见图2，本实施例的拍摄方法可包括如下步骤：

步骤S201：控制无人机按照预设航线飞行，其中，预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个航点中的部分或全部作为拍摄点；

本实施例中，预设航线由用户预先设定。可选的，用户通过终端或遥控设备将各航点的位置信息输入无人机，可将各航点按照输入的顺序依次相连而形成上述预设航线。在用户更新已设定好的航线中部分航点的位置时，可通过操作终端或遥控设备来对已设定好的航线中部分航点的位置信息进行修改。对已设定好的航线中部分航点的位置信息进行修改的步骤可在无人机飞行前执行，也可在无人机飞行的过程中执行。

航点和拍摄点之间的位置设置关系可根据需要选择，例如，在一实施例中，相邻航点之间设有一个或多个拍摄点。在另一实施例中，多个航点中的一部分作为拍摄点，相邻航点之间可设置拍摄点，也可不设置拍摄点。在又一实施例中，多个航点全部作为拍摄点，相邻航点之间可设置拍摄点，也可不设置拍摄点。其中，可以理解，一个拍摄点具有一次拍摄，对应一个云台姿态，得到一张拍摄的图像。

本实施例控制无人机按照预设航线飞行具体包括：控制拍摄装置200的镜头与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内。在利用无人机进行测绘时，在测绘过程中，由于地势的起伏，会导致GSD(Ground Sampling Distance，地面采样间隔)不均匀，故通过控制拍摄装置200的镜头与地面之间的高度，以维持GSD的均匀性，如地势变高，则无人机上升；地势降低，则无人机下降，确保测绘过程中，GSD大致相等。其中，针对固定翼无人机，其上升高度和下降高度有限，故只能在固定翼无人机的上升高度或下降高度范围内控制固定翼无人机上升或下降，以尽可能地保持GSD一致。

可以理解，在控制拍摄装置200的镜头与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内时，可以具体为：控制无人机与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内；或者，控制拍摄装置200与拍摄物之间的实时高度在预设范围内；或者，控制云台的姿态，以使得拍摄装置200的镜头与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内。当然，不限于上述方法，上述方法也可以相互结合使用，此处不做具体限定。

步骤S202：在无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态；

本实施例中，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。

队列的组成方式可根据需要选择，例如，在一具体实施例中，相邻航点之间设有拍摄点，且各航点也作为拍摄点，如预设航线上设有依次相邻的航点A、航点B、航点C，航点A的飞行时刻位于航点B的飞行时刻之前，航点B的飞行时刻在航点C的飞行时刻之前，航点A和航点B之间设有一个或多个拍摄点，航点B和C之间也设有一个或多个拍摄点，航点A、航点B、航点C也为拍摄点，本实施例中，航点A、航点A和航点B之间的一个或多个拍摄点构成一队列，航点B、航点B和航点C之间的一个或多个拍摄点构成一队列，以此类推。可选的，各相邻航点之间的拍摄点可包括1个、2个、3个、4个或更多。在另一具体实施例中，各队列的拍摄点数量相等，可按照拍摄点的数量及初始拍摄点来确定每一队列的拍摄点。

本实施例中，每一队列可具有相同数量的拍摄点，也可具有不同数量的拍摄点，具体根据拍摄需求选择每一队列的拍摄点数量。

本实施例中，每一队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态各不相同，拍摄装置200能够在不同的拍摄点以不同的预设姿态进行拍摄，例如，在一具体实施例中，每一队列包括5个拍摄点，5个拍摄点对应5个不同的预设姿态，拍摄装置200能够在5个拍摄点进行5个方位的拍摄。而在其他实施例中，每一队列中的部分拍摄点对应的预设姿态相同，拍摄装置200在部分拍摄点以相同的预设姿态进行拍摄。

预设姿态可根据实际需求设定，例如，预设姿态可包括：拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下(拍摄装置200用于拍摄拍摄物的下视图)、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方(拍摄装置200用于拍摄拍摄物的前视图)、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向(拍摄装置200用于拍摄拍摄物的左视图)、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方(拍摄装置200用于拍摄拍摄物的后视图)、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向(拍摄装置200用于拍摄拍摄物的右视图)或其他姿态，本实施例不再一一例举。

以下实施例将拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下称为正摄，将拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜成为斜拍。斜拍时，拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜的角度可根据需要设定。本实施例中，拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜的角度大于0°并小于90°，如10°、20°、30°、45°等。

本实施例中，每一队列包括如下预设姿态：拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下，从而使得相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。进一步的，预设姿态还可包括上述实施例所例举的斜拍所对应的预设姿态，将斜拍获得的图像作为正摄获得图像的参考图像。当然，在其他实施例中，相邻队列中，相同的预设姿态也可选择上述实施例所例举的其他姿态。

在一些例子中，相邻队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态相同。在一具体实现方式中，每个队列包括5个拍摄点，分别为拍摄点1、拍摄点2、拍摄点3、拍摄点4和拍摄点5，对应的预设姿态分别为：拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方及拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向。本实施例中，无人机在飞行过程中，一队列中的拍摄点的拍摄顺序为：拍摄点1->拍摄点2->拍摄点3->拍摄点4->拍摄点5。可选的，拍摄点1为无人机的当前航点，拍摄点2、拍摄点3、拍摄点4和拍摄点5位于当前航点和下一航点之间。

以拍摄物为地面为例，参见图3，当无人机飞行至当前航点(即拍摄点1)之前，控制云台姿态，使得拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下，拍摄装置200的镜头中轴线与地面的交点为A；当无人机从当前航点飞行至拍摄点2之前，控制云台姿态，使得拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方，拍摄装置200的镜头中轴线与地面的交点为B；当无人机从当前航点飞行至拍摄点3之前，控制云台姿态，使得拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向,拍摄装置200的镜头中轴线与地面的交点为C；当无人机从当前航点飞行至拍摄点4之前，控制云台姿态，使得拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方，拍摄装置200的镜头中轴线与地面的交点为D；当无人机从当前航点飞行至拍摄点5之前，控制云台姿态，使得拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向，拍摄装置200的镜头中轴线与地面的交点为E；至此，一个循环结束。

在下一循环中，无人机在各拍摄点的飞行顺序包括：当前队列的拍摄点5->下一队列的拍摄点1->下一队列的拍摄点2->下一队列的拍摄点3->下一队列的拍摄点4->下一队列的拍摄点5。

当然，上述实施例中，拍摄点1、拍摄点2、拍摄点3、拍摄点4和拍摄点5对应的预设姿态也可以根据需要改变，例如，拍摄点1、拍摄点2、拍摄点3、拍摄点4和拍摄点5对应的预设姿态分别为：拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向及拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下。

在另一些例子中，相邻队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态部分相同，以缓解图像存储速度与无人机的飞行速度造成的冲突。在一具体实施例中，相邻队列中一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方、及拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方。相邻队列中另一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向、拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向。

例如，预设航线上设有依次相邻的航点A、航点B和航点C，航点A的飞行时刻位于航点B的飞行时刻之前，航点B的飞行时刻在航点C的飞行时刻之前，航点A和航点B之间、航点B和航点C之间，分别具有两个拍摄点。在航点A时，控制拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下，在航点A和和航点B之间的两个拍摄点的预设姿态分别为拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的前方、及拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的后方。在航点B时，再控制拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下，航点B和航点C之间的两个拍摄点的预设姿态分别为拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的左侧方向、及拍摄装置200的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向无人机的右侧方向。

通过上述实施例可知，可以在每一航点进行1次正拍，并在每一相邻航点之间进行2次或4次斜拍，以在3个连续的航点之间或2个连续的航点之间得到正拍以及向前、向后、向左、向右四个方向的斜拍。如此，可以考察正拍获得图像之间的重叠度以及对应方位的斜拍获得的图像之间的重叠度。本实施例中主要考察正拍获得图像之间的重叠度，并将斜拍获得的图像作为正拍获得的图像的参考图像。比较而言，在每一相邻航点之间进行2次斜拍，尽管降低了斜拍获得的图像之间的重叠度，但斜拍获得的图像仍可以作为正拍获得的图像的参考图像，且由于相邻航点之间所拍摄的图像减少，待存储的图像也减少，从而有利于缓解图像存储速度与无人机的飞行速度之间造成的冲突，例如，当无人机的飞行速度过快，而图像存储速度过慢时，会发生待存储的图像过多而导致丢失的情况。

相关技术中，控制拍摄装置200按照固定时间间隔进行拍摄，但对于固定翼无人机来说，会遇到顺风、逆风的飞行环境，导致固定翼无人机的实际飞行速度会发生改变，这会导致拍摄装置200在相邻拍摄点所拍摄的图像的重叠度不一。无人机在拍摄过程中，行进的航线所拍摄照片需要保证一定的重叠度，以其中拍摄的正摄照片为例，如图4所示，拍摄点1为队列1中拍摄装置200正摄对应的拍摄点，拍点2为队列2中拍摄装置200正摄对应的拍摄点，拍摄点3为队列3中拍摄装置200正摄对应的拍摄点，以此类推。拍摄点1与拍摄点2由于在同一竖直(图4所示图像的竖直方向)航线上，拍摄装置200在拍摄点1所拍摄的图像与拍摄装置200在拍摄点2所拍摄的图像在竖直方向上的重叠比例称为航向重叠度。拍摄点1与拍摄点12分别在相邻两条竖直航线上，拍摄装置200在拍摄点1所拍摄的图像与拍摄装置200在拍摄点12所拍摄的图像在竖直方向上的重叠比例称为旁向重叠度。

针对此，在一本实施例中，相邻拍摄点之间的距离为固定间距，易于确定新的拍摄点，并且，由于相邻拍摄点之间的距离为固定间距，使得相邻的两个相同预设姿态对应的拍摄点之间的间距也相同，保证了拍摄装置200在同一方位所拍摄的图像的重叠度基本一致。

在一实施例中，相邻的两个相同预设姿态对应的拍摄点之间的间距相同，保证了拍摄装置200在同一方位拍摄的图像的重叠度基本一致。

此外，在一些例子中，多个拍摄点的位置均是预先确定的，即在无人机飞行前预先存储各拍摄点的位置信息。在另一些例子中，多个拍摄点中的一部分拍摄点的位置是预先确定的，另一部分拍摄点的位置在无人机飞行过程中确定。例如，可将航点中的部分或全部确定为拍摄点，再根据航点的位置信息及相邻拍摄点之间的间距和/或拍摄点的数量等在无人机飞行的过程中确定其他拍摄点的位置。在又一些例子中，多个拍摄点均在无人机飞行过程中确定，例如，在无人机飞行的过程中确定，通过终端或遥控设备触发无人机确定初始拍摄点，再根据初始拍摄点的位置信息及相邻拍摄点之间的间距和/或拍摄点的数量等在无人机飞行过程中确定其他拍摄点的位置。

在本实施例中，执行步骤S202之前，还需获取无人机的飞行信息和/或拍摄装置200的拍摄信息；并根据飞行信息和/或拍摄信息，确定拍摄装置200的新的拍摄点。其中，飞行信息可包括无人机在预设航线上的飞行距离、无人机至上一拍摄点的飞行距离、无人机的当前位置中的至少一种；拍摄信息包括当前拍摄次数或至少一个拍摄点的位置信息。

在根据飞行信息和/或拍摄信息，确定拍摄装置200的新的拍摄点时，具体的，当无人机的当前位置至上一拍摄点之间的距离为预设间距时，将无人机的当前位置确定为拍摄装置200的新的拍摄点。其中，无人机的当前位置至上一拍摄点之间的距离可根据飞行信息和/或拍摄信息确定，例如，在一实施例中，无人机至上一拍摄点的飞行距离即为无人机的当前位置至上一拍摄点之间的距离。

在另一实施例中，相邻的两个拍摄点之间的间距为固定值，在获取无人机在预设航线上的飞行距离和当前拍摄次数后，可根据无人机在预设航线上的飞行距离、当前拍摄次数以及相邻的两个拍摄点之间的间距，确定上一拍摄点的位置信息；再根据上一拍摄点的位置信息和无人机的当前位置，确定无人机当前位置至上一拍摄点之间的距离。

在又一实施例中，相邻的两个拍摄点之间的间距为固定值，在获取无人机在预设航线上的飞行距离和初始拍点的位置信息后，即可根据无人机在预设航线上的飞行距离、初始拍点的位置信息以及相邻的两个拍摄点之间的间距，确定上一拍摄点的位置信息；再根据上一拍摄点的位置信息和无人机的当前位置，确定无人机当前位置至上一拍摄点之间的距离。

上述实施例中，无人机的当前位置信息可由无人机上的定位模块获取，该定位模块可为GPS定位模块，也可为其他类型的定位模块，如RTK定位模块。

进一步的，在获取无人机的当前位置之前，还需确定初始拍摄点。初始拍摄点的确定方式可包括多种，在一些例子中，初始拍摄点为：无人机的起始飞行位置。在另一些例子中，初始拍摄点为：接收到用于指示拍摄装置200拍摄图像的触发指令时，无人机的位置。该触发指令可由控制无人机的终端发送，也可由无人机的遥控设备发送。在又一些例子中，初始拍摄点为：预设航线的初始航点。具体可根据需要选择上述实施例中的一种来确定初始拍摄点。可以理解，初始拍摄点的确定方式并不限于上述例举的几种方式，还可采用其他方式来确定初始拍摄点。

此外，本实施例中，云台姿态切换的控制方式可根据云台300的类型选择，以三轴云台为例，云台300被配置为绕偏航轴、横滚轴和俯仰轴运动。可选的，可通过控制云台300的横滚轴姿态、俯仰轴姿态和偏航轴姿态中的一个或多个来实现对云台姿态的切换。

通常，云台的偏航轴不能整周转动，因此不会采用控制云台的偏航轴姿态方式来控制拍摄装置200处于每个队列中多个预设姿，故在一实施例中，控制云台300的横滚轴姿态和俯仰轴姿态，以控制云台300切换姿态。在另一实施例中，云台300的偏航轴可整周(360°)转动，可通过控制云台300的偏航轴姿态，以控制云台300切换姿态。

本实施例中，控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态具体包括：获取无人机的实时姿态；确定无人机的实时姿态和下一拍摄点对应的预设姿态之间的第一偏差，根据第一偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态。

相关技术中，多拼拍摄装置大都直接固定在无人机机身上，无人机飞行时的机身姿态直接决定了拍摄装置的朝向。当无人机在有风环境中飞行时，机身姿态变化较大，导致拍摄装置针对拍摄物所拍摄的照片重叠度参差不齐，给后续的测绘精度带来较大的影响。例如，当无人机在拍摄点1和拍摄点12的滚转角不同时，当拍摄点12的航向未严格对准航线时，拍摄装置所拍摄的照片如图5所示，可见，拍摄装置在同一预设姿态不同的拍摄点所拍摄的图像的重叠度受到机身姿态的影响很大，有时会增加重叠度，有时会降低重叠度，导致拍摄装置在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄的图像之间的重叠度不均匀。

本实施例的拍摄装置通过云台300搭载在无人机的机身100上，在机身100的姿态变化较大时，可通过控制云台300的姿态，使得拍摄装置200在同一预设姿态不同拍摄点的相对位置保持不变，机身100的姿态变化对拍摄装置200的拍摄不会产生任何影响，保证拍摄装置200在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄的图像的重叠度均匀。

具体的，在根据第一偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态之前，获取云台300上的拍摄装置200的当前位置，并确定拍摄装置200的当前位置与预设航线之间的第二偏差。本实施例中，根据第一偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态具体包括：根据第一偏差和第二偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点处于预设姿态。本实施例的第二偏差位于预设偏差范围内，这样，当侧风使无人机的机头不能对准预设航线的当前方向时，拍摄装置200依然能够对准预设航线的当前方向，拍摄装置200所拍摄的图像不会发生如图5中的拍摄点12一样存在偏航轴的扭转，或者减小拍摄装置200所拍摄的图像在偏航轴的扭转，从而保证摄装置在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄的图像的重叠度尽可能一致。

进一步的，根据第一偏差和第二偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态，且第二偏差位于预设偏差范围内，具体包括：根据第一偏差和第二偏差控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态，且预设航线的当前方向与拍摄装置200保持预设位置关系。例如，在拍摄装置200的拍摄方向竖直朝下时，尽可能保证，预设航线的当前方向能够尽可能在镜头视场的中心区域，以保证摄装置在同一预设姿态不同拍摄点所拍摄的图像的重叠度尽可能一致。

可选的，预设偏差范围为根据拍摄装置200在同一预设姿态下所拍摄的图像之间的航向重叠度和旁向重叠度确定；其中，航向重叠度大于或者等于第一预设叠度阈值，旁向重叠度大于或者等于第二预设重叠度阈值。第一预设重叠阈值、第二预设重叠阈值可根据需要设定，例如，在一实施例中，第一预设阈值为80％，第二预设重叠度阈值为70％。

步骤S203：获取拍摄装置200在每一拍摄点所拍摄的图像。

相关技术中，通过拍摄装置获取的每一拍摄点的图像被存入SD卡，SD卡的存储速率一般为30MB/s，而拍摄装置所拍摄的每幅图像大小一般为10M，甚至更大。为了保证同一预设姿态下所拍摄的图像之间的重叠度，无人机从当前拍摄点飞至下一拍摄点的时长通常较小，而对于固定翼无人机，从当前拍摄点飞至下一拍摄点的时长则更小。在无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，通过SD卡可能会来不及存储拍摄装置在当前拍摄点所拍摄图像，导致图像丢失。对此，本实施例在执行完步骤S203之后，可以将图像存入固态硬盘SSD中，SSD的存储速率较大，确保无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点过程中，SSD能够将拍摄装置200在当前拍摄点所拍摄的图像存储起来。为尽可能确保无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点过程中，SSD将拍摄装置200在当前拍摄点所拍摄的图像存储起来，本实施例中，SSD的存储速率大或等于150MB/s，例如，160MB/s、170MB/s、180MB/s、190MB/s、200MB/s等等。

此外，在一实施例中，确定云台300相对地理坐标系的转动角速度为0之后再执行步骤S203，无人机从上一拍摄点飞行至当前拍摄点时，待云台300稳定后再控制拍摄装置200进行拍摄，确保拍摄装置200在每一拍摄点所拍摄的图像是稳定的。需要说明的是，本发明实施例中，地理坐标系是指以无人机的起飞点作为原点，以起飞点指向地心的方向作为第一坐标轴，以起飞点指向北的方向作为第二坐标轴，以起飞点指向东的方向作为第三坐标轴而建立的坐标系。

无人机作业后获得的图像，可通过三维建模软件(如pix4d、smart 3d)进行重建，即可获得被摄物的三维模型，该三维模型常被城市规划、地质灾害勘察、电力巡检等测绘领域。

由于三维建模精度受到拍摄装置200拍摄图像时刻的位置信息精度、拍摄装置200的姿态控制精度、镜头的畸变大小以及拍摄装置200在相同预设姿态所拍摄的图像之间重叠度等影响，故可通过控制上述参数的准确性来确保三维建模的精度。

本发明实施例在无人机从当前拍摄点飞行下一拍摄点的过程中，控制搭载拍摄装置200的云台300切换姿态，使得拍摄装置200在每一拍摄点处于预设姿态并进行拍摄，拍摄过程无需停止无人机飞行，从而提高了拍摄效率，特别适用于地图测绘上；并且，本发明实施例的拍摄方法通过云台300控制一台拍摄装置200即可实现，相比传统的多拼拍摄装置，本发明的无人机重量大大减轻，从而可选择体积和重量较轻的无人机来搭载拍摄装置200，降低了使用成本。

本发明实施例还提供一种无人机，参见图6，该无人机还包括处理器400，其中，云台300、拍摄装置200分别与处理器400电连接，本实施例的处理器400用于执行如图2的拍摄控制方法。

具体的，所述处理器400用于：控制无人机按照预设航线飞行；在无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制无人机上的云台300切换姿态，使得云台300上的拍摄装置200在每一拍摄点均处于预设姿态；获取拍摄装置200在每一拍摄点所拍摄的图像；在本实施例中，预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个航点中的部分或全部作为拍摄点，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点。

处理器400的实现过程和工作原理可参见上述实施例的拍摄方法的描述，此处不再赘述。

在本实施例中，处理器400可以为飞行控制器、云台处理器和拍摄装置200的处理器中的一个或多个的结合，还可以为设于无人机上的其他控制器或者包括设于无人机上的其他控制器。

另外，本实施例的处理器400可以是中央处理器(central processing unit，CPU)。处理器400还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器400执行时实现上述实施例所述的拍摄方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明部分实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (44)

1.一种拍摄方法，其特征在于，所述方法包括：

控制无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个所述航点中的部分或全部作为拍摄点；

在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态；

获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像；

其中，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点，每一队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态各不相同；

每一队列包括如下预设姿态：所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下以及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻拍摄点之间的距离为固定间距。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻的两个相同预设姿态对应的拍摄点之间的间距相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态之前，还包括：

获取所述无人机的飞行信息和/或所述拍摄装置的拍摄信息；

根据所述飞行信息和/或所述拍摄信息，确定所述拍摄装置的新的拍摄点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述飞行信息包括所述无人机在所述预设航线上的飞行距离、所述无人机至上一拍摄点的飞行距离、所述无人机的当前位置中的至少一种；

所述拍摄信息包括当前拍摄次数或至少一个所述拍摄点的位置信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行信息和/或所述拍摄信息，确定所述拍摄装置的新的拍摄点，包括：

当所述无人机的当前位置至上一拍摄点之间的距离为预设间距时，将所述无人机的当前位置确定为所述拍摄装置的新的拍摄点。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述无人机的当前位置之前，还包括：

确定初始拍摄点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述初始拍摄点为：所述无人机的起始飞行位置；或者，

所述初始拍摄点为：接收到用于指示所述拍摄装置拍摄图像的触发指令时，所述无人机的位置；或者，

所述初始拍摄点为：所述预设航线的初始航点。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述无人机按照预设航线飞行，包括：

控制所述拍摄装置的镜头与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像之后，还包括：

将所述图像存入固态硬盘SSD中。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述SSD的存储速率大或等于150MB/s。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像之前，还包括：

确定所述云台相对地理坐标系的转动角速度为0。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜包括以下至少一种：

所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的前方、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的左侧方向、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的后方、及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的右侧方向。

14.根据权利要求1或13所述的方法，其特征在于，相邻队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态相同。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻队列中一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：

所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的前方、及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的后方；

相邻队列中另一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：

所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的左侧方向、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的右侧方向。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，具体包括：

获取所述无人机的实时姿态；

确定所述无人机的实时姿态和下一拍摄点对应的预设姿态之间的第一偏差，

根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态之前，所述方法还包括：

获取所述云台上的拍摄装置的当前位置；

确定所述拍摄装置的当前位置与所述预设航线之间的第二偏差；

所述根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，包括：

根据所述第一偏差和所述第二偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点处于预设姿态，且所述第二偏差位于预设偏差范围内。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一偏差和所述第二偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，且所述第二偏差位于预设偏差范围内，具体包括：

根据所述第一偏差和所述第二偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，且所述预设航线的当前方向与所述拍摄装置保持预设位置关系。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述预设偏差范围为根据所述拍摄装置在同一预设姿态下所拍摄的图像之间的航向重叠度和旁向重叠度确定；

其中，所述航向重叠度大于或者等于第一预设重 叠度阈值，所述旁向重叠度大于或者等于第二预设重叠度阈值。

20.根据权利要求1或16所述的方法，其特征在于，所述云台为三轴云台，所述云台被配置为绕偏航轴、横滚轴和俯仰轴运动；

所述控制所述无人机上的云台切换姿态，包括：

控制所述云台的横滚轴姿态和俯仰轴姿态，以控制所述云台切换姿态。

21.根据权利要求1或16所述的方法，其特征在于，所述云台为三轴云台，所述云台被配置为绕偏航轴、横滚轴和俯仰轴运动；

所述控制所述无人机上的云台切换姿态，包括：

控制所述云台的偏航轴姿态，以控制所述云台切换姿态。

22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机为固定翼无人机；或者，

所述无人机为多旋翼无人机。

23.一种无人机，其特征在于，包括机身、云台、拍摄装置及处理器，所述拍摄装置通过所述云台搭载在所述机身上，所述云台及所述拍摄装置与所述处理器分别电连接；所述处理器用于：

控制无人机按照预设航线飞行，其中，所述预设航线包括多个航点，相邻航点之间设有拍摄点和/或多个所述航点中的部分或全部作为拍摄点；

在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态；

获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像；

其中，多个连续的拍摄点形成一队列，相邻队列至少具有一预设姿态相同的拍摄点，每一队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态各不相同；

每一队列包括如下预设姿态：所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下以及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜。

24.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，相邻拍摄点之间的距离为固定间距。

25.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，相邻的两个相同预设姿态对应的拍摄点之间的间距相同。

26.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述处理器在所述无人机从当前拍摄点飞向下一拍摄点的过程中，控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态之前，还用于：

获取所述无人机的飞行信息和/或所述拍摄装置的拍摄信息；

根据所述飞行信息和/或所述拍摄信息，确定所述拍摄装置的新的拍摄点。

27.根据权利要求26所述的无人机，其特征在于，所述飞行信息包括所述无人机在所述预设航线上的飞行距离、所述无人机至上一拍摄点的飞行距离、所述无人机的当前位置中的至少一种；

所述拍摄信息包括当前拍摄次数或至少一个所述拍摄点的位置信息。

28.根据权利要求27所述的无人机，其特征在于，所述处理器具体用于：

当所述无人机的当前位置至上一拍摄点之间的距离为预设间距时，将所述无人机的当前位置确定为所述拍摄装置的新的拍摄点。

29.根据权利要求26所述的无人机，其特征在于，所述处理器获取所述无人机的当前位置之前，还用于：

确定初始拍摄点。

30.根据权利要求29所述的无人机，其特征在于，所述初始拍摄点为：所述无人机的起始飞行位置；或者，

所述初始拍摄点为：接收到用于指示所述拍摄装置拍摄图像的触发指令时，所述无人机的位置；或者，

所述初始拍摄点为：所述预设航线的初始航点。

31.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述处理器具体用于：

控制所述拍摄装置的镜头与拍摄物之间的实时高度在预设高度范围内。

32.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述处理器获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像之后，还用于：

将所述图像存入固态硬盘SSD中。

33.根据权利要求32所述的无人机，其特征在于，所述SSD的存储速率大或等于150MB/s。

34.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述处理器获取所述拍摄装置在每一拍摄点所拍摄的图像之前，还用于：

确定所述云台相对地理坐标系的转动角速度为0。

35.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜包括以下至少一种：

所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的前方、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的左侧方向、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的后方、及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的右侧方向。

36.根据权利要求23或35所述的无人机，其特征在于，相邻队列中的多个拍摄点所对应的预设姿态相同。

37.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，相邻队列中一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：

所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的前方、及所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的后方；

相邻队列中另一个队列的多个拍摄点所对应的预设姿态包括：

所述拍摄装置的拍摄方向竖直朝下、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的左侧方向、所述拍摄装置的拍摄方向相对竖直方向倾斜且朝向所述无人机的右侧方向。

38.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述处理器具体用于：

获取所述无人机的实时姿态；

确定所述无人机的实时姿态和下一拍摄点对应的预设姿态之间的第一偏差，

根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态。

39.根据权利要求38所述的无人机，其特征在于，所述处理器根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态之前，还用于：

获取所述云台上的拍摄装置的当前位置；

确定所述拍摄装置的当前位置与所述预设航线之间的第二偏差；

所述根据所述第一偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，包括：

根据所述第一偏差和所述第二偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点处于预设姿态，且所述第二偏差位于预设偏差范围内。

40.根据权利要求39所述的无人机，其特征在于，所述处理器具体用于：

根据所述第一偏差和所述第二偏差控制所述无人机上的云台切换姿态，使得所述云台上的拍摄装置在每一拍摄点均处于预设姿态，且所述预设航线的当前方向与所述拍摄装置保持预设位置关系。

41.根据权利要求39所述的无人机，其特征在于，所述预设偏差范围为根据所述拍摄装置在同一预设姿态下所拍摄的图像之间的航向重叠度和旁向重叠度确定；

其中，所述航向重叠度大于或者等于第一预设重 叠度阈值，所述旁向重叠度大于或者等于第二预设重叠度阈值。

42.根据权利要求23或38所述的无人机，其特征在于，所述云台为三轴云台，所述云台被配置为绕偏航轴、横滚轴和俯仰轴运动；

所述处理器具体用于：

控制所述云台的横滚轴姿态和俯仰轴姿态，以控制所述云台切换姿态。

43.根据权利要求23或38所述的无人机，其特征在于，所述云台为三轴云台，所述云台被配置为绕偏航轴、横滚轴和俯仰轴运动；

所述处理器具体用于：

控制所述云台的偏航轴姿态，以控制所述云台切换姿态。

44.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述无人机为固定翼无人机；或者，

所述无人机为多旋翼无人机。

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