CN112422927A - 无人机拍摄视频与地图实时结合方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供无人机视频与地图实时结合方法及系统，包括地面端实时位置的实时视频信息展示，设置无人机拍摄视频所在容器，将视频容器通过自定义地图窗体套嵌加载到地图图层上；并将当前无人机的实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；设置比例尺基准，同时获取地图容器的大小，根据地图容器大小及当前地图比例尺大小确定视频容器大小。将视频容器的位置与无人机的实时位置进行匹配绑定在地图上进行显示，从而将无人机航拍视频与空间参数结合，获知航拍视频对应的现实位置，与地图上的坐标点匹配起来，实时全面了解现场情况及追踪事件地点，方便巡检人员进行查看。

Description

无人机拍摄视频与地图实时结合方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种无人机拍摄视频与地图实时结合方法及系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，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。无人机具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高等特点，被广泛用于航拍、监测、搜救、资源勘查、农业等各个领域。

随着无人机等无人飞行技术在民用领域的持续推广应用，无人机应用与应急监控越来越普遍。无人机具有机动灵活、成本低、使用方便的特点，很多传统的区域监控或巡检工作都在试图用无人机来代替旧的技术手段。

然而，目前市场上的无人机平台系统虽然已经基本上解决了视频的采集和短距离传输问题，主要利用无线电或网络实现从无人机到地面端的实时传输。但是，无人机航拍视频是独立于空间参数的，无法获知航拍视频对应的现实位置，也即无法和地图上的坐标点匹配起来，只解决实时监控信息到地面端的视频传输是远远不够的。为建设智慧城市，将城市的系统和服务打通、集成，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。通过物联网基础设施、云计算基础设施、地理空间基础设施等新一代信息技术融合通信终端等工具和方法的应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用。对于无人机的应用亟待一种方法及系统将航拍视频与空间参数的对标，实现航拍视频与地图的匹配，以便实时全面了解现场情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机拍摄视频与地图实时结合方法及系统，旨在解决现有技术中无人机航拍视频独立于空间参数，无法获知航拍视频对应的现实位置，也即无法和地图上的坐标点匹配起来，不能实时全面了解现场情况及追踪事件地点等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：无人机拍摄视频与地图实时结合方法，包括地面端实时位置的实时视频信息展示，包括如下步骤：

S10)、根据无人机飞行任务，在地图上设定无人机飞行航线；

S20)、设置无人机拍摄视频所在容器，将视频容器通过自定义地图窗体套嵌加载到地图图层上；

S30)、获取无人机实时位置，通过设置点显示在地图上；

S40)、将当前无人机的实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；

S50)、设置比例尺基准，同时获取地图容器的大小，根据地图容器大小及当前地图比例尺大小确定视频容器大小。

进一步的，所述S20步骤中，将无人机实时拍摄的视频通过4G或自组网络通信链路实时回传至地面端的所述视频容器内；

进一步的，所述S30步骤中，所述无人机的实时位置包括无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。

进一步的，所述S40)步骤中，地面端通过GPS实时获取无人机的实时位置点，并将该实时位置点设定为视频容器的位置。

进一步的，所述S50)步骤中，视频容器宽度＝地图容器的宽度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)；视频容器高度＝地图容器的高度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)。

进一步的，当地面端上的地图进行缩小或放大时，无人机在地图上该点所拍摄的视频同步进行缩小或放大。

进一步的，还包括轨迹点视频信息展示，所述S30)步骤中，获取无人机飞行任务飞行轨迹，在轨迹回放过程中，获取无人机在执行飞行任务时的位置，并将当前无人机的点位置设置为视频容器的位置。

本发明还提供无人机拍摄视频与地图实时结合系统，包括地面端，所述地面端用于实时位置的实时视频信息展示，包括飞行航线单元、视频容器单元、获取无人机实时位置单元、无人机实时位置与视频容器匹配单元、比例尺基准单元；

所述飞行航线单元用于地面端设定无人机执行飞行任务航线；

所述视频容器单元用于地面端将无人机实时拍摄的视频置于视频容器内；

所述获取无人机实时位置单元用于地面端获取无人机实时位置；

所述无人机实时位置与视频容器匹配单元用于将无人机实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；

所述比例尺基准单元用于将地图与视频容器比例同步调整。

进一步的，所述获取无人机实时位置单元包括用于获取无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。

进一步的，所述获取无人机实时位置单元设有GPS定位单元，无人机上设有视觉采集单元，所述GPS定位单元与飞控单元进行通信，所述视觉采集单元采集的视频信息通过无线网络或自组网传输至地面端。

本发明的有益效果在于：提供的无人机视频与地图实时结合方法通过将无人机执行飞行任务拍摄的视频传输到地面端，地面端设有视频容器，将视频置于视频容器内，并将视频容器的位置与无人机的实时位置进行匹配绑定在地图上进行显示，从而将无人机航拍视频与空间参数结合，获知航拍视频对应的现实位置，跟地图上的坐标点匹配起来，实时全面了解现场情况及追踪事件地点，方便巡检人员进行查看。进一步的，还包括轨迹点视频信息展示，根据无人机的飞行轨迹.无人机执行飞行任务拍摄的视频在地面端可以进行直播，并将数据存在服务器。后续可以对视频进行回放，回放时可以获取无人机的飞行轨迹位置，并在轨迹位置上对视频进行回放。回放时发现可疑事件时，可以在地图上显示并追踪到事件地点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明无人机视频与地图实时结合方法流程图；

图2为本发明无人机视频与地图实时结合方法设定航线路图；

图3为本发明无人机视频与地图实时结合方法效果示意图；

图4为本发明无人机视频与地图实时结合系统结构框图；

图5为本发明无人机视频与地图实时结合系统具体结构框图。

标号说明：

10、飞行航线单元； 20、获取无人机实时位置单元； 30、视频容器单元；

40、无人机实时位置与视频容器匹配单元； 50、比例尺基准单元；

201、GPS定位单元； 200、飞控单元； 300、视觉采集单元；

401、地图； 402、视频容器单元； 400、地面端。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本发明实施例无人机拍摄视频与地图实时结合方法，包括地面端实时位置的实时视频信息展示，包括如下步骤：

S10)、根据无人机飞行任务，在地图上设定无人机飞行航线；

S20)、设置无人机拍摄视频所在容器，将视频容器通过自定义地图窗体套嵌加载到地图图层上；

S30)、获取无人机实时位置，通过设置点显示在地图上；

S40)、将当前无人机的实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；

S50)、设置比例尺基准，同时获取地图容器的大小，根据地图容器大小及当前地图比例尺大小确定视频容器大小。

具体的，根据无人机需要执行的飞行任务，设定无人机飞行航线。规划的内容包括出发地点、途经地点、目的地点的位置关系信息、飞行高度和速度与需要达到的时间段等等，根据具体任务进行各参数设定。设定后地面端的地图上会显示无人机的飞行航线如图2所示。在无人机地面端设置无人机拍摄视频所在容器div，无人机实时拍摄的视频通过无线链路或自组网进行实时传输至视频容器内进行播放。将视频传输至视频容器内，再将视频容器通过自定义地图窗体套嵌加载到地图图层上。当无人机执行飞行任务依据飞行航行飞行时，地面端实时获取无人机实时位置，并将实时位置通过设置点显示在地图上，并根据当前获取的GPS实时位置点设置为视频容器的位置。将两者位置相互匹配。从而，当无人机执行飞行任务飞行时，地面端能实时播放无人机拍摄的视频，并能实时在地图上显示拍摄的具体位置，将航拍视频对应的现实位置与地图上的坐标点匹配起来，实时全面了解现场情况及追踪事件地点。设置地图容器与视频容器比例尺基准，当缩放地图大小时，无人机拍摄的视频播放也能根据相应比例进行放大或缩小。特别是监控到可疑事件时，可以通过放大地图及视频进行仔细查看。

进一步的，所述S20步骤中，将无人机实时拍摄的视频通过4G或自组网络通信链路实时回传至地面端的所述视频容器内。本实施例中以无线视频传输方案为例，其中重要组成部分就是其中支持视频传输的WiFi模块，WiFi模块能同时在2.4GHz和5GHz双频工作，在2.4G频段下，传输速度可达300Mbps；在5G频段下，传输速度可达433Mbps，模块可以保证实时传输有足够清晰度、分辨率、稳定性和流畅度的高质量视频文件，无人机端的WiFi模块与地面端WiFi模块建立连接，并通过WiFi或者是以太网获取相机视频并传输给地面端，也可以通过WiFi与用户手机建立通讯，完成视频传输。同样，也可以根据内部飞行需要进行自组网络，进行信号及视频传输。

进一步的，所述S30)步骤中，无人机的实时位置包括无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。无人机执行飞行任务拍摄的视频在地面端可以进行直播，并将数据存在服务器。后续可以对视频进行回放，回放时可以获取无人机的飞行轨迹位置，并在轨迹位置上对视频进行回放。回放时发现可疑事件时，可以在地图上显示并追踪到事件地点。

进一步的，所述S40)步骤中，地面端通过GPS实时获取无人机的实时位置点，并将该实时位置点设定为视频容器的位置。本实施例中，无人机采取GPS定位系统，能够提供准确的地理位置、飞行速度及精确的时间信息等。

进一步的，所述S50)步骤中，设置视频容器宽度＝地图容器的宽度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)；视频容器高度＝地图容器的高度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)。比例尺表示当前屏幕距离一米代表实际距离多少米，例如，设置最大缩放等级为9，比例尺为558米。缩放地图的大小，视频内容也根据地图的大小进行放大或缩小。地图缩放过程中，视频所在中心点位置不变。从而使得出行可疑事件时，进行放大查看，并能查看到实时位置。巡视任务正常状态下可正常大小进行查看。

进一步的，当地面端上的地图进行缩小或放大时，无人机在地图上该点所拍摄的视频同步进行缩小或放大。无人机根据飞行航行进行飞行，地图缩放过程中，视频所在中心点位置不变。

进一步的，还包括轨迹点视频信息展示，所述S30)步骤中，获取无人机飞行任务飞行轨迹，在轨迹回放过程中，获取无人机在执行飞行任务时的位置，并将当前无人机的点位置设置为视频容器的位置。无人机执行飞行任务拍摄的视频在地面端可以进行直播，并将数据存在服务器。后续可以对视频进行回放，回放时可以获取无人机的飞行轨迹位置，并在轨迹位置上对视频进行回放。回放时发现可疑事件时，可以在地图上显示并追踪到事件地点。

本发明提供的无人机视频与地图实时结合的方法，将无人机执行飞行任务拍摄的视频传输到地面端，地面端设有视频容器，将视频置于视频容器内，并将视频容器的位置与无人机的实时位置进行匹配绑定在地图上进行显示，从而将无人机航拍视频与空间参数结合，获知航拍视频对应的现实位置，跟地图上的坐标点匹配起来，实时全面了解现场情况及追踪事件地点，方便巡检人员进行查看。

如图4-5所示发明还提供一种无人机拍摄视频与地图实时结合系统，包括地面端400，所述地面端400用于实时位置的实时视频信息展示，包括飞行航线单元10、视频容器单元30、获取无人机实时位置单元20、无人机实时位置与视频容器匹配单元40、比例尺基准单元50；所述飞行航线单元10用于地面端400设定无人机执行飞行任务航线；所述视频容器单元402用于地面端400将无人机实时拍摄的视频置于视频容器内；所述获取无人机实时位置单元20用于地面端400获取无人机实时位置；所述无人机实时位置与视频容器匹配单元40用于将无人机实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；所述比例尺基准单元50用于将地图401与视频容器比例同步调整。

进一步的，所述获取无人机实时位置单元包括用于获取无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。

进一步的，所述获取无人机实时位置单元设有GPS定位单元201，无人机上设有视觉采集单元300，所述GPS定位单元201与飞控单元200进行通信，所述视觉采集单元300采集的视频信息通过无线网络或自组网传输至地面端400。

其中，如图5所示，本实施例中，视觉采集单元包括摄像头及云台，摄像头搭载在云台上，云台搭载在无人机上。其中，GPS定位单元检测定位信息包括经度、纬度和高度，可通过无人机上搭载的GPS模块进行检测得出。姿态信息包括俯仰角、横滚角和偏航角，可通过无人机上搭载的IMU(惯性测量单元)检测得出。

综上所述，本发明提供的无人机视频与地图实时结合方法通过将无人机执行飞行任务拍摄的视频传输到地面端，地面端设有视频容器，将视频置于视频容器内，并将视频容器的位置与无人机的实时位置进行匹配绑定在地图上进行显示，从而将无人机航拍视频与空间参数结合，获知航拍视频对应的现实位置，跟地图上的坐标点匹配起来，实时全面了解现场情况及追踪事件地点，方便巡检人员进行查看。还包括轨迹点视频信息展示，根据无人机的飞行轨迹.无人机执行飞行任务拍摄的视频在地面端可以进行直播，并将数据存在服务器。后续可以对视频进行回放，回放时可以获取无人机的飞行轨迹位置，并在轨迹位置上对视频进行回放。回放时发现可疑事件时，可以在地图上显示并追踪到事件地点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，包括地面端实时位置的实时视频信息展示，包括如下步骤：

S10)、根据无人机飞行任务，在地图上设定无人机飞行航线；

S20)、设置无人机拍摄视频所在容器，将视频容器通过自定义地图窗体套嵌加载到地图图层上；

S30)、获取无人机实时位置，通过设置点显示在地图上；

S40)、将当前无人机的实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；S50)、设置比例尺基准，同时获取地图容器的大小，根据地图容器大小及当前地图比例尺大小确定视频容器大小。

2.根据权利要求1所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，所述S20步骤中，将无人机实时拍摄的视频通过4G或自组网络通信链路实时回传至地面端的所述视频容器内。

3.根据权利要求1所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，所述S30步骤中，所述无人机的实时位置包括无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。

4.根据权利要求1所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，所述S40)步骤中，地面端通过GPS实时获取无人机的实时位置点，并将该实时位置点设定为视频容器的位置。

5.根据权利要求1所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，所述S50)步骤中，视频容器宽度＝地图容器的宽度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)；视频容器高度＝地图容器的高度*(比例尺基准/当前地图比例尺大小)。

6.根据权利要求5所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，当地面端上的地图进行缩小或放大时，无人机在地图上该点所拍摄的视频同步进行缩小或放大。

7.根据权利要求3所述的无人机拍摄视频与地图实时结合方法，其特征在于，还包括轨迹点视频信息展示，所述S30)步骤中，获取无人机飞行任务飞行轨迹，在轨迹回放过程中，获取无人机在执行飞行任务时的位置，并将当前无人机的点位置设置为视频容器的位置。

8.无人机拍摄视频与地图实时结合系统，其特征在于，包括地面端，所述地面端用于实时位置的实时视频信息展示，包括飞行航线单元、视频容器单元、获取无人机实时位置单元、无人机实时位置与视频容器匹配单元、比例尺基准单元；

所述飞行航线单元用于地面端设定无人机执行飞行任务航线；

所述视频容器单元用于地面端将无人机实时拍摄的视频置于视频容器内；

所述获取无人机实时位置单元用于地面端获取无人机实时位置；

所述无人机实时位置与视频容器匹配单元用于将无人机实时位置点设置为视频容器的位置使之相互匹配；

所述比例尺基准单元用于将地图与视频容器比例同步调整。

9.根据权利要求8所述的无人机拍摄视频与地图实时结合系统，其特征在于，所述获取无人机实时位置单元包括用于获取无人机实时执行飞行任务时的位置和无人机执行飞行任务后的飞行轨迹位置。

10.根据权利要求8所述的无人机拍摄视频与地图实时结合系统，其特征在于，所述获取无人机实时位置单元设有GPS定位单元，无人机上设有视觉采集单元，所述GPS定位单元与飞控单元进行通信，所述视觉采集单元采集的视频信息通过无线网络或自组网传输至地面端。

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