CN113542718A - 一种无人机立体摄影方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机立体摄影方法，包括先选定待拍摄物体，根据待拍摄物体的运动状态，设定无人机的拍摄方式，再根据无人机设定的拍摄方式，通过匹配的挂载相机采集待拍摄物体的图影信息，另采用立体视频拼图软件，获取挂载相机采集的图影信息，并将获取的图影信息生成立体视频，其中，无人机的拍摄方式包括以动制静和以静制动两种方式。本发明利用两种不同的拍摄方式，以针对不同场景，便于通过无人机进行立体摄影的拍摄。

Description

一种无人机立体摄影方法

技术领域

本发明实施例涉及立体摄影技术领域，具体涉及一种无人机立体摄影方法。

背景技术

立体摄影广泛指把景物的立体属性拍摄及展示出来。立体视觉的基本原理是人类的左右双眼相距6公分左右，观看景物时，左右两幅稍微不同的影像输入大脑，生成立体视觉效果，其关键参数在两眼的距离及水平摆设。传统的立体摄影方法有两种：第一种是针对一些静态景物，可利用单镜头相机在左边位置对景物拍摄一幅照片后迅速移动到右边位置再拍一幅，两幅照片合拼后成为一幅立体相片；第二种是针对一些动态景物，用具有双镜头的立体相机去拍摄，这两个镜头的位置及方向是固定的，并且通常两个镜头的距离很短，只有五六公分左右。

无人机航拍是目前针对户外场景收集全面图影信息的主流方式，通常是是把轻巧的摄影机掛载在无人机腹下，边飞行边拍摄视频，操作者可通过wifi实时监控並操作飞行路线及拍摄方向。

但是目前的航拍技术对飞行参数及照相机拍摄角度並无任何系统性规范，所拍摄的视频只能显示出平面效果。另一一方面若把双镜头相机掛载在无人机腹下拍立体照，所得立体度会受以下两个因素限制著：一是无人机在天空飞行时远离被拍景物，削弱了立体度；二是由于双镜头立体摄影机上两镜头距离不大，更进一步削弱所得之立体效果。但若为了增强立体效果而加大两个镜头的距离，会令无人机载荷超重，亦会因镜头分离太开而聚焦不了，从而导致传统立体摄影机不适宜用来配合无人机进行拍摄。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种无人机立体摄影方法，以解决现有技术中无人机无法搭载传统立体摄影机进行立体摄影的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例，提供一种无人机立体摄影方法，所述无人机立体摄影方法包括：

S1、选定待拍摄物体，根据待拍摄物体的运动状态，设定无人机的拍摄方式；

若拍摄物体的运动状态为静态，无人机采用单镜头相机通过以动制静的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的飞行航线，所述无人机的飞行航线以待拍摄物体为中心，横向沿直线或孤形飞行；

若拍摄物体的运动状态为动态，无人机采用双镜头相机通过以静制动的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的模式以待拍摄物体为中心，呈悬停状态；

S2、获取相机拍摄的图影信息，并采用立体视频拼图软件，将获取的图影信息导出立体视频；

若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件按拍摄位置将图影信息剪辑成两半段图影信息，使两半段图影信息的画面拍摄位置间的距离接近人类左右眼间距，并通过视频拼图的方式将两半段图影信息合成并导出为立体视频；

若获取以静制动方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件通过通过视频拼图的方式将两组图影信息合成并导出为立体视频。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为静态，所述飞控系统包括于无人机内搭载有控制无人机自由飞行的主控系统，以及控制无人机按设定的飞行航线飞行拍摄的子控系统，所述主控系统用于获取遥控端发送的飞行指令，并根据飞行指令控制无人机自由飞行，所述子控系统用于在遙控操作者控制无人机选择好目标后，获取遥控端发送的拍摄立体视频指令，并根据拍摄立体视频指令控制无人机按设定的飞行航线飞行，其中，所述子控系统运行时，由子控系统切入并取代主飞控系统运行。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：所述子控系统用于设定无人机的飞行航线以及无人机的飞行参数，所述飞行参数包括：

无人机飞行时轨迹维持水平状态；

无人机飞行时速度维持匀速不变；

无人机飞行时高度维持等高不变。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：所述子控系统用于设定挂载相机的拍摄参数，所述拍摄参数包括：

挂载相机的拍摄方向自拍摄开始至拍摄结束均垂直于无人机的飞行方向；

挂载相机沿俯仰方向转动以校准目标，且挂载相机的俯仰角度在飞行拍摄中维持不变。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件将获取的图影信息进行排帧，并取无人机的单位飞行时间，于图影信息的排帧上建立时间轴，使图影信息的每个画面帧分别对应挂载相机在无人机按设定飞行航线飞行时的不同时段拍摄位置，从图影信息的排帧中选取其中一个画面帧处进行处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息，使挂载相机于前半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置，与挂载相机于后半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置的距离接近人体左右眼间距，基于前半段图影信息的首帧画面和后半段图影信息的首帧画面能够通过拼图的方式合成立体画面，依次将前半段图影信息的多帧画面与后半段图影信息的多帧画面通过视频拼图的方式合成并导出为立体视频。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：获取的图影信息为一组，将获取的一组图影信息进行排帧，并将选取的画面帧通过分割处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：获取的图影信息为一组，将获取的图影信息进行复制，以得到两组相同的图影信息，并分别将两组图影信息进行排帧，在其中一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧前半段的图影信息，在另一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧后半段的图影信息。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：在相机拍摄完后，通过wifi数据传输的方式将拍摄的图影信息传输至终端设备，所述终端设备内搭载有立体视频拼图软件，用于获取传输的图影信息，并进行立体视频拼图处理，其中，所述终端设备为移动设备或PC端。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为动态，于无人机腹下挂载双镜头相机，所述双镜头相机为两组单镜头相机，将其中一组单镜头相机挂载在无人机的左侧，并用于获取待拍摄物体左侧位置的图影信息，将另一组单镜头相机挂载在无人机的右侧，并用于获取待拍摄物体右侧位置的图影信息，由两组单镜头相机与待拍摄物体之间构成“V”字形的拍摄区域，其中，单镜头相机与无人机之间通过伸缩杆连接，由单镜头相机固定在伸缩杆的一端，并由伸缩杆的另一端固定在无人机的腹部，使两组单镜头相机在水平方向上呈共线设置。

进一步地，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为动态，设定双镜头相机的拍摄参数，拍摄参数包括：

控制并调节单镜头相机的角度，令两组单镜头相机的拍摄方向均对焦于待拍摄物体；

控制并调节伸缩杆的长度，并根据不同立体度的待拍摄物体，调节两组单镜头相机间的分隔角度。

本发明实施例具有如下优点：基于立体视觉的基本原理，根据待拍摄物体的运动状态，设定无人机通过以动制静或以静制动的方式进行拍摄，其中，针对静止的静态景物，采用飞控系统设定无人机的飞行航线，利用飞行中的单镜头相机对静止物体进行扫描式拍摄以取得立体数据的图影信息，并采用立体视频拼图软件对图影信息先剪辑后合成的方式，使其生成立体视频；另针对运动的动态景物，采用飞控系统设定无人机呈悬停状态，利用静止的双镜头相机对动态物体进行录摄以取得两组立体数据的图影信息，并采用立体视频拼图软件对两组图影信息进行合成，使其生成立体视频。从而利用两种不同的拍摄方式，以针对不同场景，便于通过无人机进行立体摄影的拍摄。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种无人机立体摄影方法的步骤流程框图；

图2为本发明实施例提供的一种无人机立体摄影方法的不同拍摄方式的流程框图；

图3为本发明实施例提供的一种无人机立体摄影方法的图影信息排帧示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无人机立体摄影方法的无人机通过以动制静方式拍摄的状态示意图；

图5为本发明实施例提供的一种无人机立体摄影方法的图影信息数据传输的流程框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

实施例

如图1和图2所示，本发明提供一种无人机立体摄影方法，包括：

S1、选定待拍摄物体，根据待拍摄物体的运动状态，设定无人机的拍摄方式；

若拍摄物体的运动状态为静态，无人机采用单镜头相机通过以动制静的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的飞行航线，所述无人机的飞行航线以待拍摄物体为中心，横向沿直线或孤形飞行；

若拍摄物体的运动状态为动态，无人机采用双镜头相机通过以静制动的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的模式以待拍摄物体为中心，呈悬停状态；

S2、获取相机拍摄的图影信息，并采用立体视频拼图软件，将获取的图影信息导出立体视频；

若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件按拍摄位置将图影信息剪辑成两半段图影信息，使两半段图影信息的画面拍摄位置间的距离接近人类左右眼间距，并通过视频拼图的方式将两半段图影信息合成并导出为立体视频；

若获取以静制动方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件通过通过视频拼图的方式将两组图影信息合成并导出为立体视频。

如上所述，若拍摄物体的运动状态为静态，沿用传统无人机航拍设备。此时飞控系统包括于无人机内搭载有控制无人机自由飞行的主控系统，以及控制无人机按设定的飞行航线飞行拍摄的子控系统。主控系统用于获取遥控端发送的飞行指令，并根据飞行指令控制无人机自由飞行；子控系统用于在遙控操作者控制无人机选择好目标后，获取遥控端发送的拍摄立体视频指令，并根据拍摄立体视频指令控制无人机按设定的飞行航线飞行。其中，子控系统运行时，由子控系统切入并取代主飞控系统运行，以避免误操作导致无人机偏离飞行航线。

具体地，子控系统植入在无人机的硬件(RAM)內，主要用于设定无人机的飞行航线以及无人机的飞行参数，飞行参数包括：

无人机飞行时轨迹维持水平状态；

无人机飞行时速度维持匀速不变；

无人机飞行时高度维持等高不变。

子控系统还用于设定挂载相机的拍摄参数，拍摄参数包括：

挂载相机的拍摄方向自拍摄开始至拍摄结束均垂直于无人机的飞行方向；

挂载相机沿俯仰方向转动以校准目标，且挂载相机的俯仰角度在飞行拍摄中维持不变。

通过子控系统管控无人机及单镜头相机在飞行时要遵从以上参数运行，以对无人机的飞行参数及单镜头相机的拍摄角度进行系统性规范，使无人机在以动制静方式下搭载的单镜头相机，能够较好的拍摄到带立体数据的图影信息。

另外，在无人机通过以动制静的方式拍摄下，基于子飞控系统的控制，还需结合立体视频拼图软件，以得到最终的立体视频。具体地，若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件将获取的图影信息进行排帧，并取无人机的单位飞行时间，于图影信息的排帧上建立时间轴，使图影信息的每个画面帧分别对应挂载相机在无人机按设定飞行航线飞行时的不同时段拍摄位置，从图影信息的排帧中选取其中一个画面帧处进行处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息，使挂载相机于前半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置，与挂载相机于后半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置的距离接近人体左右眼间距，基于前半段图影信息的首帧画面和后半段图影信息的首帧画面能够通过拼图的方式合成立体画面，依次将前半段图影信息的多帧画面与后半段图影信息的多帧画面通过视频拼图的方式合成并导出为立体视频。

例如，如图3所示，无人机从左到右飞行一秒钟时镜头在不同时段的位置。假设在录像模式拍摄时，无人机正在以每秒8公分速度作单向水平移动，结果会使视频内容的第1和第18幅照片相隔约6公分。图中第1及第18幅的镜头位置相隔6公分，这等于两眼的间距。即是说视频里的第1及第18幅图片可合拼成一幅立体照片。照此类推，第2及第19幅，第3及20幅，第4及21幅......都可合拼成立体照片。若把这些合拼后的立体照片依次序连续播放出来，就可生成一个立体视频了。

进一步地，图影信息的剪辑处理包括两种方式：

方式一：单镜头相机获取的图影信息为一组，将获取的一组图影信息进行排帧，并将选取的画面帧通过分割处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息。

方式二：单镜头相机获取的图影信息为一组，将获取的图影信息进行复制，以得到两组相同的图影信息，并分别将两组图影信息进行排帧，在其中一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧前半段的图影信息，在另一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧后半段的图影信息。

此外，若拍摄物体的运动状态为动态，于无人机腹下挂载双镜头相机。结合图4所示，本实施例的双镜头相机区别于传统的一体式双镜头相机，是由两组单镜头相机构成。将其中一组单镜头相机挂载在无人机的左侧，并用于获取待拍摄物体左侧位置的图影信息，将另一组单镜头相机挂载在无人机的右侧，并用于获取待拍摄物体右侧位置的图影信息，由两组单镜头相机与待拍摄物体之间构成“V”字形的拍摄区域。其中，单镜头相机与无人机之间通过伸缩杆连接，由单镜头相机固定在伸缩杆的一端，并由伸缩杆的另一端固定在无人机的腹部，使两组单镜头相机在水平方向上呈共线设置。并设定双镜头相机的拍摄参数为：

控制并调节单镜头相机的角度，令两组单镜头相机的拍摄方向均对焦于待拍摄物体；

控制并调节伸缩杆的长度，并根据不同立体度的待拍摄物体，调节两组单镜头相机间的分隔角度。

基于上述方式，当无人机起飞前，由操作者按景物距离及位置，预先以手动调节伸缩杆至适当长度，及调整两组单镜头相机的角度，令两组单镜头相机的对焦点交汇在带拍摄物体上，从而进一步加强拍摄的立体效果，并且通过伸缩杆使两组单镜头相机的间距可调，无需繁琐的结构，即可加大两个镜头的距离，避免无人机载荷超重，且不会因镜头分离太开而聚焦不了。另外，采用无人机悬停的模式，可以使无人机在拍摄时接近被拍景物，增强立体度。

如上所述，由于在无人机通过以静制动的方式拍摄下，通过两组单镜头相机进行拍摄，能够分别得到待拍摄物体左侧的图影信息和待拍摄物体右侧的图影信息，从而只需采用立体视频拼图软件直接将两组图影信息进行合成，即可得到立体视频。

一种优选的实施方式为：结合图5所示，在无人机挂载的相机拍摄完后，通过wifi数据传输的方式将拍摄的图影信息传输至终端设备。终端设备内搭载有立体视频拼图软件，用于获取传输的图影信息，并根据本实施例的方法进行立体视频拼图处理。其中，终端设备优选为为移动设备或PC端。

本发明实施例利用两种不同的拍摄方式，以针对不同场景，便于通过无人机进行立体摄影的拍摄。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法包括：

S1、选定待拍摄物体，根据待拍摄物体的运动状态，设定无人机的拍摄方式；

若拍摄物体的运动状态为静态，无人机采用单镜头相机通过以动制静的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的飞行航线，所述无人机的飞行航线以待拍摄物体为中心，横向沿直线或孤形飞行；

若拍摄物体的运动状态为动态，无人机采用双镜头相机通过以静制动的方式进行拍摄，并通过飞控系统设定无人机的模式以待拍摄物体为中心，呈悬停状态；

S2、获取相机拍摄的图影信息，并采用立体视频拼图软件，将获取的图影信息导出立体视频；

若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件按拍摄位置将图影信息剪辑成两半段图影信息，使两半段图影信息的画面拍摄位置间的距离接近人类左右眼间距，并通过视频拼图的方式将两半段图影信息合成并导出为立体视频；

若获取以静制动方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件通过通过视频拼图的方式将两组图影信息合成并导出为立体视频。

2.根据权利要求1所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为静态，所述飞控系统包括于无人机内搭载有控制无人机自由飞行的主控系统，以及控制无人机按设定的飞行航线飞行拍摄的子控系统，所述主控系统用于获取遥控端发送的飞行指令，并根据飞行指令控制无人机自由飞行，所述子控系统用于在遙控操作者控制无人机选择好目标后，获取遥控端发送的拍摄立体视频指令，并根据拍摄立体视频指令控制无人机按设定的飞行航线飞行，其中，所述子控系统运行时，由子控系统切入并取代主飞控系统运行。

3.根据权利要求2所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：所述子控系统用于设定无人机的飞行航线以及无人机的飞行参数，飞行参数包括：

无人机飞行时轨迹维持水平状态；

无人机飞行时速度维持匀速不变；

无人机飞行时高度维持等高不变。

4.根据权利要求2所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：所述子控系统用于设定挂载相机的拍摄参数，拍摄参数包括：

挂载相机的拍摄方向自拍摄开始至拍摄结束均垂直于无人机的飞行方向；

挂载相机沿俯仰方向转动以校准目标，且挂载相机的俯仰角度在飞行拍摄中维持不变。

5.根据权利要求1所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：若获取以动制静方式下拍摄的图影信息，由立体视频拼图软件将获取的图影信息进行排帧，并取无人机的单位飞行时间，于图影信息的排帧上建立时间轴，使图影信息的每个画面帧分别对应挂载相机在无人机按设定飞行航线飞行时的不同时段拍摄位置，从图影信息的排帧中选取其中一个画面帧处进行处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息，使挂载相机于前半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置，与挂载相机于后半段图影信息的首帧画面所在拍摄位置的距离接近人体左右眼间距，基于前半段图影信息的首帧画面和后半段图影信息的首帧画面能够通过拼图的方式合成立体画面，依次将前半段图影信息的多帧画面与后半段图影信息的多帧画面通过视频拼图的方式合成并导出为立体视频。

6.根据权利要求5所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：获取的图影信息为一组，将获取的一组图影信息进行排帧，并将选取的画面帧通过分割处理，以得到选取画面帧前半段的图影信息和选取画面帧后半段的图影信息。

7.根据权利要求5所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：获取的图影信息为一组，将获取的图影信息进行复制，以得到两组相同的图影信息，并分别将两组图影信息进行排帧，在其中一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧前半段的图影信息，在另一组图影信息上选取画面帧进行剪切，以得到选取画面帧后半段的图影信息。

8.根据权利要求1或5所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：在相机拍摄完后，通过wifi数据传输的方式将拍摄的图影信息传输至终端设备，所述终端设备内搭载有立体视频拼图软件，用于获取传输的图影信息，并进行立体视频拼图处理，其中，所述终端设备为移动设备或PC端。

9.根据权利要求1所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为动态，于无人机腹下挂载双镜头相机，所述双镜头相机为两组单镜头相机，将其中一组单镜头相机挂载在无人机的左侧，并用于获取待拍摄物体左侧位置的图影信息，将另一组单镜头相机挂载在无人机的右侧，并用于获取待拍摄物体右侧位置的图影信息，由两组单镜头相机与待拍摄物体之间构成“V”字形的拍摄区域，其中，单镜头相机与无人机之间通过伸缩杆连接，由单镜头相机固定在伸缩杆的一端，并由伸缩杆的另一端固定在无人机的腹部，使两组单镜头相机在水平方向上呈共线设置。

10.根据权利要求9所述的一种无人机立体摄影方法，其特征在于，所述无人机立体摄影方法还包括：若拍摄物体的运动状态为动态，通过飞控系统设定双镜头相机的拍摄参数，拍摄参数包括：

控制并调节单镜头相机的角度，令两组单镜头相机的拍摄方向均对焦于待拍摄物体；

控制并调节伸缩杆的长度，并根据不同立体度的待拍摄物体，调节两组单镜头相机间的分隔角度。

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