CN117893417A - 无人机航拍视频增强方法、系统、存储介质和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及视频增强技术领域，具体公开一种无人机航拍视频增强方法、系统、存储介质和电子设备，该方法包括：获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。本发明不受区域边界以及无人机飞行航线的影响，计算过程简便且效率高，无需复杂建模，能够便于实施大里程高频次的巡检工作。
Description
技术领域
本发明涉及视频增强技术领域，尤其涉及一种无人机航拍视频增强方法、系统、存储介质和电子设备。
背景技术
现有的无人机航拍视频增强方法包含以下几种：
1)通过监听实际相机拍摄参数信息的变化，建立虚拟相机与实际相机运动同步关联关系，从而确定虚拟三维场景与实际场景之间的比例关系，最终根据确定的比例关系，标定实际场景中的物体位置在虚拟三维场景的空间坐标，将该方法应用于视频监控中，使得可以实时在三维虚拟场景中对已有的视频进行AR处理。
2)无人机利用相机进行带状视频采集，获取关键帧影像；根据飞控或POS系统记录的飞行轨迹和姿态数据内插计算获取所述关键帧影像的初始外方位元素值；建立单航带倾斜影像空三工程；采集像控点三维坐标，像控点沿带状分布；影像密集匹配，获取物方数字表面模型；在3DGIS系统中建立三维地理场景；导入数字表面模型，将三维场景中的背景设置为黑色，仅显示需在视频中叠加的对象或图层；在三维场景中逐帧创建视点；在三维场景中，对视点逐个进行渲染，获得序列帧信息影像，为序列帧信息影像添加透明通道，将黑色部分设置为透明；进行镜头畸变变换，获得新的序列帧信息影像；将新的序列帧信息影像直接叠加到原始视频中，获得叠加了文字注记、图形标注和三维模型的增强现实视频成果。
3)获取工程地分布模型，以及搭载AR装置的无人机巡检路径规划；无人机按照规划的巡检路径飞行，并调整飞行路线飞抵至少一处工程地，获取所述至少一处工程地的当前工程数据，并对工程数据进行处理，形成巡检图像；建立工程质量智能评价模型；控制无人机飞抵待巡检的工程地，获得巡检图像，代入模型得到当前工程质量的评价预测结果，并通过获取的工程地分布模型形成工程质量评价结果。
在上述几种方案中，三维场景建模是常见的基础性做法，空间位置定位方便，针对较小的空间有比较好的效果。但对大空间、未开发的无人区环境，工作量大、摄像范围有限，难以实施。
根据航带飞行和倾斜摄影额无人机航拍视频的增强方法，不支持无人机航线飞行、自有飞行，建模、视频合成的流程和技术复杂度也更高。导致成本较高，并有一定技术门槛，不易广泛推广应用。
无人机按照规划的巡检路径飞行，获得巡检图像的方法，对具体目标物的观察提供了日常管理工具。但此方案对视频增强效果较弱，对工程地范围有大小要求，需要在一定点位的视场中获取工程地全景进行工程评估。
因此，亟需提供一种技术方案解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机航拍视频增强方法、系统、存储介质和电子设备。
第一方面，本发明提供一种无人机航拍视频增强方法，该方法的技术方案如下：
获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；
从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；
将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
本发明的一种无人机航拍视频增强方法的有益效果如下：
本发明方法不受区域边界以及无人机飞行航线的影响，计算过程简便且效率高，无需复杂建模，能够便于实施大里程高频次的巡检工作。
在上述方案的基础上，本发明的一种无人机航拍视频增强方法还可以做如下改进。
在一种可选的方式中，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像的步骤，包括：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息；
根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
在一种可选的方式中，根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息的步骤，包括：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点；
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
在一种可选的方式中，根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像的步骤，包括：
将所述目标区域的工程制图进行坐标系转换，得到通过像素值表示的目标工程制图；
根据所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息，从所述目标工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
在一种可选的方式中，将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧的步骤，包括：
利用透视转换技术，将所述目标区域图像与所述任一视频帧进行叠加，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
第二方面，本发明提供一种无人机航拍视频增强系统，该系统的技术方案如下：
包括：获取模块、处理模块和增强模块；
所述获取模块用于：获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；
所述处理模块用于：从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；
所述增强模块用于：将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
本发明的一种无人机航拍视频增强系统的有益效果如下：
本发明的系统不受区域边界以及无人机飞行航线的影响，计算过程简便且效率高，无需复杂建模，能够便于实施大里程高频次的巡检工作。
在上述方案的基础上，本发明的一种无人机航拍视频增强系统还可以做如下改进。
在一种可选的方式中，所述处理模块具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息；
根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
在一种可选的方式中，所述处理模块具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点；
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
第三方面，本发明提供的一种存储介质的技术方案如下：
存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如本发明的一种无人机航拍视频增强方法的步骤。
第四方面，本发明的一种电子设备的技术方案如下：
包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明的一种无人机航拍视频增强方法的步骤。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
附图仅用于示出实施方式，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一种无人机航拍视频增强方法的实施例的流程示意图；
图2为根据视角参数计算目标点的原理示意图；
图3为根据飞行参数计算目标点的地理坐标信息的原理示意图；
图4为坐标系转换原理示意图；
图5为本发明的一种无人机航拍视频增强系统的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
图1示出了本发明提供的一种无人机航拍视频增强方法的实施例的流程示意图。如图1所示，包括如下步骤：
S1、获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧。
其中，目标无人机为任意型号的无人机，在此不设限制。
其中，目标区域为无人机进行航拍的区域，默认为工程场地，也可根据实际需求进行调整，在此不设限制。
其中，航拍过程中包含多个连续的视频帧，每一视频帧包含目标区域的全部或部分场景。
S2、从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
其中，工程制图为预先制作好的工程图纸。
其中，目标区域图像为：视频帧的拍摄视场对应在工程制图中的图像。
S3、将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
其中，增强视频帧为经过工程制图与原始视频帧叠加融合后所得到的视频帧。
较优地，S2包括：
S21、根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息。
其中，视角参数为：无人机上的航拍摄像头的视角参数。具体包含：
其中，飞行参数包括：等效焦距、经纬度、飞行高度、飞行器偏航/俯仰/横滚姿态参数、云台偏航/俯仰/横滚姿态参数等。
其中，视场为：航拍摄像头所能拍摄到的范围。
S22、根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
较优地，S21包括：
S211、根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点。
其中，多个目标点包括：视场内的每个端点、每个边线中点和中心点。
具体地，通过目标无人机的航拍摄像头的视角参数计算视场内各端点、边线中点与中心点的夹角关系，具体如图2所示。在图2中，y表示焦点到镜头中心点的距离；b表示焦点到镜头下边沿中点的距离；w表示镜头宽度；h表示镜头高度；z＝0.5h；g表示b与y之间的夹角；j表示y与焦点到镜头右边沿中点连线的夹角；k表示b与焦点到镜头下边沿左端点连线的夹角；x表示镜头中心点到镜头下边沿左端点的线段。
S212、根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
其中，根据目标无人机的飞行参数投影计算出视场内的每个目标点的地理坐标信息。如图3所示，y′表示焦点经镜头中心点到大地平面的距离；b′表示焦点经镜头下边沿中心点到大地平面的距离；z′表示y′与b′大地平面端点的距离；w′表示焦点经镜头左边沿中心点到大地平面的点与焦点经镜头右边沿中心点到大地平面的点之间的距离；crc表示w′的中点；rel_alt表示焦点到大地平面的垂直距离；dv表示rel_alt与b′大地平面端点的距离。
较优地，S22包括：
S221、将所述目标区域的工程制图进行坐标系转换，得到通过像素值表示的目标工程制图。
其中，坐标系转换过程为：将制图坐标系进行像素值转换，得到像素值表示的目标工程制图。
需要说明的是，如图4所示，将制图坐标系进行像素值转换，得到像素距离表示的实际距离值，再通过视场内的地理坐标信息计算出视场内主要地面区域的距离范围，换算为像素距离值。在图4中，clt表示视场左上角；clb表示视场左下角；crt表示视场右上角；crb表示视场右下角。
S222、根据所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息，从所述目标工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
其中，工程制图中的每个点均对应有一个地理坐标，故根据视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标即可从工程制图中截取相应的目标区域图像。
较优地，S3包括：
利用透视转换技术，将所述目标区域图像与所述任一视频帧进行叠加，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
其中，透视转换技术为现有技术，具体原理在此不过多赘述。
本实施例的技术方案不受区域边界以及无人机飞行航线的影响，计算过程简便且效率高，无需复杂建模，能够便于实施大里程高频次的巡检工作。
图5示出了本发明提供的一种无人机航拍视频增强系统200的实施例的结构示意图。如图5所示，该系统200包括：获取模块210、处理模块220和增强模块230；
所述获取模块210用于：获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；
所述处理模块220用于：从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；
所述增强模块230用于：将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
较优地，所述处理模块220具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息；
根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
较优地，所述处理模块220具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点；
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
较优地，所述处理模块220具体用于：
将所述目标区域的工程制图进行坐标系转换，得到通过像素值表示的目标工程制图；
根据所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息，从所述目标工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
较优地，所述增强模块230具体用于：
利用透视转换技术，将所述目标区域图像与所述任一视频帧进行叠加，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
本实施例的技术方案不受区域边界以及无人机飞行航线的影响，计算过程简便且效率高，无需复杂建模，能够便于实施大里程高频次的巡检工作。
上述关于本实施例的无人机航拍视频增强系统200中的各参数和各个模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于无人机航拍视频增强方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
本发明实施例提供的一种存储介质，包括：存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如无人机航拍视频增强方法的步骤，具体可参考上文中的无人机航拍视频增强方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
计算机存储介质例如：优盘、移动硬盘等。
本发明实施例提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，使所述计算机执行如无人机航拍视频增强方法的步骤，具体可参考上文中的无人机航拍视频增强方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为方法、系统、存储介质和电子设备。
因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种无人机航拍视频增强方法，其特征在于，包括：
获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；
从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；
将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
2.根据权利要求1所述的无人机航拍视频增强方法，其特征在于，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像的步骤，包括：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息；
根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
3.根据权利要求2所述的无人机航拍视频增强方法，其特征在于，根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息的步骤，包括：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点；
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
4.根据权利要求3所述的无人机航拍视频增强方法，其特征在于，根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像的步骤，包括：
将所述目标区域的工程制图进行坐标系转换，得到通过像素值表示的目标工程制图；
根据所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息，从所述目标工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
5.根据权利要求1至4任一项所述的无人机航拍视频增强方法，其特征在于，将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧的步骤，包括：
利用透视转换技术，将所述目标区域图像与所述任一视频帧进行叠加，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
6.一种无人机航拍视频增强系统，其特征在于，包括：获取模块、处理模块和增强模块；
所述获取模块用于：获取目标无人机对目标区域进行航拍过程中的任一视频帧；
所述处理模块用于：从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像；
所述增强模块用于：将所述目标区域图像与所述任一视频帧融合，得到所述任一视频帧对应的增强视频帧。
7.根据权利要求6所述的无人机航拍视频增强系统，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数和飞行参数，确定所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息；
根据所述任一视频帧对应视场的地理坐标信息，从所述目标区域的工程制图中，截取所述任一视频帧所对应的目标区域图像。
8.根据权利要求7所述的无人机航拍视频增强系统，其特征在于，所述处理模块具体用于：
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的视角参数，确定所述任一视频帧对应视场内的多个目标点；
根据所述目标无人机拍摄所述任一视频帧时的飞行参数，计算所述任一视频帧对应视场内的每个目标点的地理坐标信息。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至5中任一项所述的无人机航拍视频增强方法。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述的无人机航拍视频增强方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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