CN112923906A - 一种无人机测绘防漏拍的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机测绘防漏拍的方法，包括以下步骤：发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；检测每个航拍负载的机械快门的动作；当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。解决了负载漏拍的问题，自动补拍。解决因漏拍导致整组测绘数据存在缺陷而无法使用的问题，更无需重新进行测绘，提高了测绘的效率。

Description

一种无人机测绘防漏拍的方法及装置

技术领域

本发明属于无人机测绘的技术领域，具体涉及一种无人机测绘防漏拍的方法及装置。

背景技术

无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点。随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势。

经申请人研究发现，现有无人机测绘存在如下技术难题：

为了提高无人机在航拍测绘作业的效率，多采用的是专业测绘的航拍负载；该类型的航拍负载与负责飞行的无人机是难以相互兼容的。即使如部分无人机厂商提供的无人机标准接口，也仅仅实现了将拍照指令传输至航拍负载中，控制负载航拍测绘，但无人机难以识别航拍负载的作业动态，无法构成一个闭环。

致使在实际测绘作业中，因无人机与航拍负载的通信问题、航拍负载的故障等，会出现漏拍的问题。另一方面，由于无人机在天空中飞行，技术人员仅能等待无人机作业回航后，才能检查是否出现漏拍的问题。漏拍会导致整组测绘数据存在缺陷而无法使用，有且仅能重新进行测绘，极大的加重了测绘工作。

发明内容

本发明的目的是要解决上述的技术问题，提供一种无人机测绘防漏拍的方法及装置。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

第一方面，本发明提供了一种无人机测绘防漏拍的方法，包括以下步骤：

发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；

检测每个航拍负载的机械快门的动作；

当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

结合第一方面，本发明还提供了第一方面的第1种实施方式，所述控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

结合第一方面，本发明还提供了第一方面的第2种实施方式，所述控制对应的航拍负载进行补拍，还具体包括：

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，

当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

结合第一方面，本发明还提供了第一方面的第3种实施方式，所述控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

结合第一方面，本发明还提供了第一方面的第4种实施方式，所述发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄，具体包括：

发送拍摄指令至多个航拍负载，所述航拍负载拍摄得到航拍数据；

获取对应多个航拍负载的多个位置信息；

将位置信息匹配关联对应的航拍数据进行储存。

结合第一方面，本发明还提供了第一方面的第5种实施方式，所述发送拍摄指令至多个航拍负载，具体包括：

基于无人机的飞控系统发送拍摄指令至多个航拍负载；又或者，

基于无人机负载发送拍摄指令至至多个航拍负载。

第二方面，本发明还提供了一种无人机测绘防漏拍的装置，包括：

拍摄模块，其用于发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；

检测模块，其用于检测每个航拍负载的机械快门的动作；

补拍模块，其用于当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

结合第二方面，本发明还提供了第二方面的第1种实施方式，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

结合第二方面，本发明还提供了第二方面的第2种实施方式，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还具体包括：

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，

当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

结合第二方面，本发明还提供了第二方面的第3种实施方式，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过检测负载在拍摄作业时的机械快门的动作，以识别出负载是否进行了拍摄。在检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至负载进行补拍。该技术手段对漏拍的检测可靠准确，且实现原理极为简单。并且起到了意想不到的技术效果：

1、解决了负载漏拍的问题，自动补拍。解决因漏拍导致整组测绘数据存在缺陷而无法使用的问题，更无需重新进行测绘，提高了测绘的效率。

2、另一方面，本技术方案很好的解决了无人机与负载的不适配问题，并且构成了闭环检测补拍，解决了无人机在天空中飞行而无法监控负载的问题，更无需单独设计的检测漏拍补拍程序，技术实施极为简单可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的无人机测绘防漏拍的方法的流程示意图；

图2是本发明的控制对应的航拍负载进行补拍的流程示意图；

图3是本发明的无人机测绘防漏拍的装置的组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

基于上述问题，本申请实施例提供了一种无人机测绘防漏拍的方法，以下是本发明的一个应用场景。本申请实施例中无人机测绘防漏拍的方法包括无人机、安装于无人机上的航拍负载。

其中，无人机可以是无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。在一种实施中，无人机可以是旋翼无人机。在某些情形下，无人机可以是包括多个旋翼的多旋翼飞行器。多个旋翼可旋转而为无人飞行器产生提升力。旋翼可以是推进单元，可使得无人机在空中自由移动。

无人机可具有多个旋翼。旋翼可连接至无人机的本体，无人机的本体可包含控制单元、惯性测量单元(inertial measuring unit，IMU)、处理器、电池、电源和/或其他传感器。无人机上搭载有飞控系统(飞行控制系统)，其是无人机完成起飞、空中飞行、执行航拍测绘任务和返航回收等整个飞行过程的核心系统。

在本发明中，航拍负载具体是航拍器上的相机，航拍器搭载在无人机上。在一种实施中，所述航拍器可以是多目摄像机，在航拍器上集成有多个航拍负载。在另一种实施中，所述航拍器是云台和航拍负载集成一体的负载，云台上可以搭载有一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个航拍负载。

请参阅图1，图1是本申请一实施例提供的一种无人机测绘防漏拍的方法的步骤示意流程图。该无人机测绘防漏拍的方法可以应用在无人机中，用于解决航拍负载的测绘防漏拍；在另一种实施中，可以应用在航拍器中，用于航拍器解决航拍负载的测绘防漏拍。

本发明所述的一种无人机测绘防漏拍的方法，包括以下步骤：

S100：发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄。

在本申请中，无人机的飞控系统可以向航拍负载的控制组件发送拍摄指令，拍摄指令具体是相机的快门控制指令，该快门控制指令可以用于控制相机的机械快门的开启。

在一种实施中，相机上设置有机械快门，所述拍摄指令可以是相机的快门打开指令，当无人机/航拍器准备控制航拍负载进行拍照时，由无人机/航拍器生成快门打开指令。

在一种实施中，基于无人机的飞控系统发送拍摄指令至多个航拍负载，快门打开指令的触发多为自动触发，如测绘航拍前的准备工作，技术人员会设置自动的航拍线路，当无人机移动至某一位置点时，会自动触发生成拍摄指令，指示航拍负载拍照。

在另一种实施中，基于无人机负载发送拍摄指令至至多个航拍负载，即由航拍器触发拍摄指令。航拍器设置有相应的软硬件，如处理器和自动航拍程序。

S200：检测每个航拍负载的机械快门的动作。

在本实施例中，可通过检测模块检测每个航拍负载的机械快门的动作。具体的，通过检测机械快门是否打开，若检测到机械快门打开，则代表相机曝光，拍摄成功。

在一种实施中，所述机械快门的打开由相机的电机控制打开，在拍照瞬间通过电机控制动作，即相机拍照的瞬间，电机驱动快门动作以完成获取图像数据，从而电机流过变化电流。本发明可通过检测机械快门动作的电信号，以识别机械快门是否打开。

S300：当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

在本申请中，当检测到航拍负载的机械快门无动作时，即代表该航拍负载为进行拍摄作业。其故障原理可以是无人机与航拍器的通信问题，亦可能是该航拍负载本身的故障。为此，当航拍负载的机械快门无动作时，无人机的飞控系统，又或者航拍器的处理器，自动发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。以解决了负载漏拍的问题，自动补拍。解决因漏拍导致整组测绘数据存在缺陷而无法使用的问题，更无需重新进行测绘，提高了测绘的效率。

本发明优选地，在S100中，所述发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄，具体包括：

S110：发送拍摄指令至多个航拍负载，所述航拍负载拍摄得到航拍数据。

S120：获取对应多个航拍负载的多个位置信息。

具体的，航拍器上针对每个航拍负载设置有对应的位置信息采集组件，以使每个相机所采集的航拍数据，均独立对应有一个位置信息。这样无论补拍的位置如何，所补拍的航拍数据与位置信息均是相互对应的，即使漏拍后进行补拍照片，其位置信息与实际地理位置是一一对应的。即使具有补拍的数据，但整组测绘数据依然可直接进行制作正射影像图和三维模型图，大大提高了工作效率和制图精准的效果，为了制图的更多应用提供了精准的保障。

S130：将位置信息匹配关联对应的航拍数据进行储存。

在本发明的现有技术中，以五目摄像机为例进行说明，即包含多个航拍负载的航拍器。现有的多目摄像机，其多个相机是共用同一个位置信号的。即多目摄像机的多个相机拍照时，生成一个位置信号匹配多个相机的航拍数据，一个位置序号对应多个照片。

基于上述现有技术的前提下，若采用本发明的防漏拍方法，会出现如下技术问题：

例如，在自动航拍测绘作业中，单次拍摄时，五目摄像机的1-4号位相机正常拍摄，5号位相机未检测到机械快门的动作电信号，航拍器对5号位相机进行发送补拍信号。由于1-4号位拍摄成功，并写入了匹配的位置信息；5号位补拍后，依然会将当次的位置信息匹配到5号位的航拍数据。由于无人机在持续飞行的，如以10m/s的速度持续向前飞行，拍摄指令在传输过程耽误了0.1s，无人机就已经向前飞行1000mm，造成的距离误差，将会导致无人机当前拍摄的地理环境，并非位置信息所对应的实际地理环境。这样会导致5号位补拍的数据，与位置信息差距极大，导致照片的精确度下降，对整组数据的后续应用影响更大。

为此，本发明通过为每个航拍负载对应的匹配独立的位置信息，以解决该技术问题。

参照图2，在本发明优选的实施中，在步骤S300中，所述控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

S310：发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

S320：检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

S330：当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

S341：循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

具体的，还包括：

S342：循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

由于无人机持续空中执行任务，航拍负载本身或通信链路上发生了故障，且该故障无法通过发送补拍指令进行补拍时，应当进行返航维护，避免航拍数据空缺严重；且停留在空中等补拍成功时不现实的，浪费测绘的时间成本。

而本发明通过检测当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。航拍负载故障策略可包括：远程告警和/或控制无人机返航的策略。预设次数阈值可以是5次等；预设时间阈值可以是5s等。

本发明优选地，在步骤S300中，在控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

S3100：中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

S3200：直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

由于在自动航拍测绘的过程中，无人机/航拍器会自动生成拍摄指令至多个航拍负载中。拍摄指令是周期性的。为避免在补拍流程作业中，生成新的拍摄指令输出到多个航拍负载，导致拍摄发生冲突等问题。本发明在当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，中止新的拍摄指令发送至多个航拍负载。直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

另一方面，本发明还提供了一种无人机测绘防漏拍的装置，用于实现上述的无人机测绘防漏拍的方法。其中，本发无人机测绘防漏拍的装置可应用于无人机的飞控系统中，亦可应用于航拍器的处理系统中。上述无人机测绘防漏拍的装置包括：

拍摄模块，其用于发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；

检测模块，其用于检测每个航拍负载的机械快门的动作；

补拍模块，其用于当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

优选地，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

优选地，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还具体包括：

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，

当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

优选地，所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于，包括以下步骤：

发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；

检测每个航拍负载的机械快门的动作；

当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

2.根据权利要求1所述的无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于,所述控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

3.根据权利要求1或2所述的无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于，所述控制对应的航拍负载进行补拍，还具体包括：

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，

当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

4.根据权利要求1或2所述的无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于,控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

5.根据权利要求1所述的无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于，所述发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄，具体包括：

发送拍摄指令至多个航拍负载，所述航拍负载拍摄得到航拍数据；

获取对应多个航拍负载的多个位置信息；

将位置信息匹配关联对应的航拍数据进行储存。

6.根据权利要求1所述的无人机测绘防漏拍的方法，其特征在于，所述发送拍摄指令至多个航拍负载，具体包括：

基于无人机的飞控系统发送拍摄指令至多个航拍负载；又或者，

基于无人机负载发送拍摄指令至至多个航拍负载。

7.一种无人机测绘防漏拍的装置，其特征在于，包括：

拍摄模块，其用于发送拍摄指令至多个航拍负载，控制航拍负载进行拍摄；

检测模块，其用于检测每个航拍负载的机械快门的动作；

补拍模块，其用于当检测任意一航拍负载的机械快门无动作时，发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，控制对应的航拍负载进行补拍。

8.根据权利要求7所述的无人机测绘防漏拍的装置，其特征在于,所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，具体包括：

发送补拍指令至机械快门无动作的航拍负载，进行补拍；

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，直至检测到航拍负载的机械快门动作时，中止补拍指令的发送。

9.根据权利要求7或8所述的无人机测绘防漏拍的装置，其特征在于,所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还具体包括：

检测进行补拍的航拍负载的机械快门的动作；

当检测机械快门无动作时，发送补拍指令至进行补拍的航拍负载；

循环上述步骤，当补拍指令的发送次数超过预设次数阈值时，执行航拍负载故障策略；又或者，

当航拍负载的补拍流程周期超过预设时间阈值时，执行航拍负载故障策略。

10.根据权利要求7或8所述的无人机测绘防漏拍的装置，其特征在于,所述补拍模块控制对应的航拍负载进行补拍，还包括：

中止拍摄指令发送至多个航拍负载；

直至检测到航拍负载进行补拍后，中止补拍指令的发送，恢复拍摄指令的发送。

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