CN117743613A - 更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，所述方法包括：S100、获取无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像，根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；S200、获取目标地理坐标对应的预设目标名称；S300、将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。实现了在无人机飞行过程中，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，能实现精细化查看地标名称，放大缩小查看所有地标的名称，很大程度上增强无人机飞行的目标性，增强无人机的空间辨识能力。

Description

更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备

技术领域

本发明涉及更新无人机视频帧中地物名称的方案设计技术领域，具体涉及一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备。

背景技术

随着无人机相关技术的成熟，其产品大量涌入各行各业，现有的无人机的录像拍摄方案中，仅能拍摄飞行区域的实际视频录像，但无人机拍摄视频时无法做到对拍摄画面中的地物、地标以及道路进行区分，在无人机执行飞行任务过程中时，随着飞行时间的推进或者当无人机飞到操作人员未知的区域，无人机操作人员从无人机拍摄返回的画面中，往往会丧失参照物，导致不知道拍摄画面中的地物的名称是什么，对飞手或者无人机操作人员的后续操作造成一定的影响，会对飞手或者无人机使用人员造成困扰，从而造成现有技术中的无人机飞行的目标性较差，且无人机的空间感知能力较差。

因此，现有技术还有待进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，以解决现有技术存在的问题。

为达到上述技术目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法，所述方法包括：

S100、获取无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像，根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；

S200、获取目标地理坐标对应的预设目标名称；

S300、将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

根据本发明的第二方面，提供一种更新无人机视频帧中地物名称的系统，包括：

获取模块，用于无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像；或用于获取目标地理坐标对应的预设目标名称；

控制模块，用于根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；或用于将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现上述的更新无人机视频帧中地物名称的方法。

有益效果：

1、本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，实现了在无人机飞行过程中，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，很大程度上增强无人机飞行的目标性，增强无人机的空间辨识能力。

2、本发明能实现精细化查看地标名称，放大缩小查看所有地标的名称，在不同的比例尺下，显示不同的地图要素内容，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性。

3、本发明通过设置第一预设阈值，能够智能调控地标的显示优先级，使无人机的操作人员能够及时的观察到地标建筑，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性，很多程度上拓展了本发明的应用场景。

4、本发明可以通过获取用户输入的目标地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内，若是，则可以将目标地理坐标对应的预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现智能查询目标地理坐标所对应的地物名称，实现不需要大量地标名称覆盖的方法，只输入单个目标地点，就能更清晰准确的找到目标。

附图说明

图1是本发明具体实施例中提供的更新无人机视频帧中地物名称的方法的流程图；

图2是本发明具体实施例中提供的更新无人机视频帧中地物名称的系统的系统组成示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明提供一种更新无人机视频帧中地物名称的方法，所述方法包括：

S100、获取无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像，根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标。

这里需要说明的是，步骤S100之前包括：

预设第一预设阈值、预设地标名称。

这里需要说明的是，所述第一预设阈值和预设地标名称可以根据实际需要具体设置，可以理解的是，本发明首先调查预设飞行任务区域中地标及地标所对应的地理坐标、误差范围，在OpenStreetMap中预设飞行任务区域中的地标名称及地理坐标，当本申请调用的目标像素坐标所对应的目标地理坐标位于地标所对应的地理坐标的误差范围内时，调用OpenStreetMap中，地标所对应的地理坐标的地标名称。

这里需要说明的是，所述地标为本发明技术人员在OpenStreetMap中根据实际需要和城市调查预设的每个城市的标志性区域或地点，或者，能够充分体现该城市或地区的风貌及发展建设的区域，所述地标可以根据实际情况具体设置，本发明不对某一建筑是否可以分类为地标做具体限制。

可以理解的是，所述第一预设阈值可根据用户需要具体设置，本发明不对第一预设阈值的数值设置做具体要求，优选地，本申请将第一预设阈值设置为1/50000。可以理解的是，国家地理信息公共服务平台发布的电子地图数据规范中，在源数据比例尺为1/50000时，并未要求显示地标名称，而本申请通过在比例尺大于或等于第一预设阈值时，且预设目标名称列表中包含预设地标名称，将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现了能够智能调控地标的显示优先级，使无人机的操作人员能够及时的观察到地标建筑，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性，很多程度上拓展了本发明的应用场景。

这里需要说明的是，本发明通过单应性矩阵进行像素坐标和地理坐标的互通转换，像素坐标可以在web端的视频帧中自由绘制，像素坐标通过单应性矩阵转换为地理坐标；同样在webgis端绘制由地理坐标组成的面，同样可以通过单应性矩阵转换为像素坐标并发送到指定主题下，可以进行调用。单应性矩阵在像素坐标和地理坐标转换中的应用为现有技术，本发明不做过多赘述。

具体的，所述目标像素坐标的获取方法包括：

在当前视频帧图像中，建立标记点阵，根据当前视频帧图像包含的四个顶点的像素坐标计算标记点阵中每个标记点的像素坐标，所述目标像素坐标包括至少一个标记点阵中的标记点的像素坐标。

可以理解的是，所述标记点阵可根据实际需要具体设置，所述标记点阵的M行*N列的标记点阵，M和N可根据实际需要具体设置，实现了根据无人机操作人员的需要智能选择地物名称的密度，在方便无人机操作人员观察飞行区域的情况的同时，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，进一步增强无人机飞行的目标性，进一步增强无人机的空间辨识能力，进一步提高了本发明的智能化程度和可用性。

具体的，所述S100还包括：

S110、获取用户输入的目标地理坐标；

S120、根据当前视频帧图像包含的四个顶点的地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内；

S130、若是，继续执行步骤S200；

S140、若否，返回步骤S100并执行。

S200、获取目标地理坐标对应的预设目标名称。

可以理解的是，本发明可以通过获取用户输入的目标地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内，若是，则可以将目标地理坐标对应的预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现智能查询目标地理坐标所对应的地物名称，实现不需要大量地标名称覆盖的方法，只输入单个目标地点，就能更清晰准确的找到目标。若否，则返回步骤S100，并继续执行。

具体的，所述获取目标地理坐标对应的预设目标名称，包括：

S211、调用OpenStreetMap中，目标地理坐标对应的预设目标名称列表，所述预设目标名称列表包含至少一个预设目标名称。

具体的，所述获取目标地理坐标对应的预设目标名称，还包括：

S212、根据当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标，计算当前视频帧图像所覆盖的实际区域面积以及当前视频帧图像的像素图像面积；

S213、根据实际区域面积和像素图像面积，计算当前视频帧图像的源数据比例尺。

这里需要说明的是，本发明提供的所述源数据比例尺的计算方法为：

获取无人机的相机内参，所述相机内参包括云台俯仰角pitch、云台偏航角yaw、无人机偏航角head、飞行高度h、经度lat、纬度lon、视频分辨率宽width、视频分辨率高height、焦距focal_len。

假设当前视频帧图像包含的四个顶点的地理坐标为(neu_x_near,neu_y_near)、(neu_x_near,neu_-y_near)、(neu_x_far,neu_y_far)、(neu_x_far,neu_-y_far)；

根据当前视频帧图像包含的四个顶点的地理坐标计算当前视频帧图像所覆盖的实际区域面积Area＝0.5*|(neu_x_near*neu_-y_near+neu_x_near*neu_y_far+neu_x_far*neu_-y_far+neu_x_far*neu_y_near)-(neu_x_near*neu_y_near+neu_x_far*neu_-y_near+neu_x_far*neu_y_far+neu_x_near*neu_-y_far)|。

可以理解的是，上述实际区域面积Area的计算采用了Shoelace公式，也称为Gauss'sareaformula，这是一种计算多边形面积的常用公式。它利用多边形顶点的坐标来计算面积。

获取无人机的相机的传感器尺寸SIZE，所述相机传感器为CMOS传感器。

则GSD＝(SIZE/(height*width))×1000/focal_len，其中，GSD为地面分辨率。

Format＝GSD*(height*width)，其中，Format为视频帧画幅大小。

Scale＝Format/Area，其中Scale为源数据比例尺。

具体的，所述根据实际区域面积和像素图像面积，计算当前视频帧图像的源数据比例尺，还包括：

S2131、判断当前视频帧图像的源数据比例尺是否大于或等于第一预设阈值，并判断预设目标名称列表中是否包含预设地标名称；

S2132、根据判断结果判断是否将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

具体的，所述根据判断结果判断是否将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，包括：

若当前视频帧图像的源数据比例尺大于或等于第一预设阈值，且预设目标名称列表中包含预设地标名称，将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置；

若当前视频帧图像的源数据比例尺小于第一预设阈值，或，预设目标名称列表中不包含预设地标名称，将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

S214、根据当前视频帧图像的源数据比例尺，获取国家地理信息公共服务平台发布的电子地图数据规范中，当前视频帧图像的源数据比例尺所对应的要素内容，根据要素内容获取目标名称列表中的预设目标名称。

这里需要说明的是，所述要素内容包括要素大类和要素小类，所述要素大类包括水系、居民地及设施等，所述要素小类包括城市、城镇等：具体参考国家地理信息公共服务平台发布的电子地图数据规范即可，本发明在此不做过多赘述。

S300、将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

具体的，所述将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，包括：

通过python的opencv库将预设目标名称写入当前视频帧图像中，目标像素坐标对应的预设位置，所述预设位置为以目标像素坐标为预设目标名称所对应文本的左上角坐标，插入预设目标名称所对应的文本。

可以理解的是，本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，实现了在无人机飞行过程中，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，很大程度上增强无人机飞行的目标性，增强无人机的空间辨识能力。

这里需要说明的是，本发明能实现精细化查看地标名称，放大缩小查看所有地标的名称，在不同的比例尺下，显示不同的地图要素内容，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性。

可以理解的是，本发明通过设置第一预设阈值，能够智能调控地标的显示优先级，使无人机的操作人员能够及时的观察到地标建筑，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性，很多程度上拓展了本发明的应用场景。

这里需要说明的是，本发明可以通过获取用户输入的目标地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内，若是，则可以将目标地理坐标对应的预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现智能查询目标地理坐标所对应的地物名称，实现不需要大量地标名称覆盖的方法，只输入单个目标地点，就能更清晰准确的找到目标。

请参阅图2，本发明提供了另一实施例，本实施例提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的系统，所述更新无人机视频帧中地物名称的系统包括：

获取模块100，用于无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像；或用于获取目标地理坐标对应的预设目标名称；

控制模块200，用于根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；或用于将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

可以理解的是，本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，实现了在无人机飞行过程中，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，很大程度上增强无人机飞行的目标性，增强无人机的空间辨识能力。

这里需要说明的是，本发明能实现精细化查看地标名称，放大缩小查看所有地标的名称，在不同的比例尺下，显示不同的地图要素内容，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性。

可以理解的是，本发明通过设置第一预设阈值，能够智能调控地标的显示优先级，使无人机的操作人员能够及时的观察到地标建筑，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性，很多程度上拓展了本发明的应用场景。

这里需要说明的是，本发明可以通过获取用户输入的目标地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内，若是，则可以将目标地理坐标对应的预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现智能查询目标地理坐标所对应的地物名称，实现不需要大量地标名称覆盖的方法，只输入单个目标地点，就能更清晰准确的找到目标。

在优选实施例中，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的步骤。

本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。

本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。

可以理解的是，本发明提供了一种更新无人机视频帧中地物名称的方法及系统、电子设备，实现了在无人机飞行过程中，实时更新并显示无人机视野范围的地物名称，很大程度上增强无人机飞行的目标性，增强无人机的空间辨识能力。

这里需要说明的是，本发明能实现精细化查看地标名称，放大缩小查看所有地标的名称，在不同的比例尺下，显示不同的地图要素内容，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性。

可以理解的是，本发明通过设置第一预设阈值，能够智能调控地标的显示优先级，使无人机的操作人员能够及时的观察到地标建筑，进一步提高了本发明的智能化程度、可用性和无人机飞行的目标性，很多程度上拓展了本发明的应用场景。

这里需要说明的是，本发明可以通过获取用户输入的目标地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内，若是，则可以将目标地理坐标对应的预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，实现智能查询目标地理坐标所对应的地物名称，实现不需要大量地标名称覆盖的方法，只输入单个目标地点，就能更清晰准确的找到目标。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述方法包括：

S100、获取无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像，根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；

S200、获取目标地理坐标对应的预设目标名称；

S300、将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

2.根据权利要求1所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述获取目标地理坐标对应的预设目标名称，包括：

S211、调用OpenStreetMap中，目标地理坐标对应的预设目标名称列表，所述预设目标名称列表包含至少一个预设目标名称。

3.根据权利要求2所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述获取目标地理坐标对应的预设目标名称，还包括：

S212、根据当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标，计算当前视频帧图像所覆盖的实际区域面积以及当前视频帧图像的像素图像面积；

S213、根据实际区域面积和像素图像面积，计算当前视频帧图像的源数据比例尺；

S214、根据当前视频帧图像的源数据比例尺，获取国家地理信息公共服务平台发布的电子地图数据规范中，当前视频帧图像的源数据比例尺所对应的要素内容，根据要素内容获取目标名称列表中的预设目标名称。

4.根据权利要求3所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述根据实际区域面积和像素图像面积，计算当前视频帧图像的源数据比例尺，还包括：

S2131、判断当前视频帧图像的源数据比例尺是否大于或等于第一预设阈值，并判断预设目标名称列表中是否包含预设地标名称；

S2132、根据判断结果判断是否将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

5.根据权利要求4所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述根据判断结果判断是否将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，包括：

若当前视频帧图像的源数据比例尺大于或等于第一预设阈值，且预设目标名称列表中包含预设地标名称，将预设地标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置；

若当前视频帧图像的源数据比例尺小于第一预设阈值，或，预设目标名称列表中不包含预设地标名称，将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

6.根据权利要求1所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置，包括：

通过python的opencv库将预设目标名称写入当前视频帧图像中，目标像素坐标对应的预设位置，所述预设位置为以目标像素坐标为预设目标名称所对应文本的左上角坐标，插入预设目标名称所对应的文本。

7.根据权利要求1所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述目标像素坐标的获取方法包括：

在当前视频帧图像中，建立标记点阵，根据当前视频帧图像包含的四个顶点的像素坐标计算标记点阵中每个标记点的像素坐标，所述目标像素坐标包括至少一个标记点阵中的标记点的像素坐标。

8.根据权利要求1所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法，其特征在于，所述S100还包括：

S110、获取用户输入的目标地理坐标；

S120、根据当前视频帧图像包含的四个顶点的地理坐标，判断用户输入的目标地理坐标是否位于当前视频帧图像所包含的区域内；

S130、若是，继续执行步骤S200；

S140、若否，返回步骤S100并执行。

9.一种更新无人机视频帧中地物名称的系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于无人机的相机内参和云台角度和当前视频帧图像；或用于获取目标地理坐标对应的预设目标名称；

控制模块，用于根据无人机的相机内参和云台角度，计算当前视频帧图像包含的四个顶点和中心点的地理坐标和像素坐标，根据所述地理坐标和像素坐标，计算目标像素坐标所对应的目标地理坐标；或用于将预设目标名称写入当前视频帧图像中目标像素坐标对应的预设位置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1至8中任意一项所述的更新无人机视频帧中地物名称的方法。