CN202035079U - 一种无人机电视航摄成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无人机电视航摄成像系统，包括视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块，所述视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块依次连接，所述图像分析与操作控制模块同时连接到数据传输模块。所述视频图像获取模块由2台摄像机、摄像机舵机和支架组成，2台摄像机垂直飞行航线放置，摄像机安装在一个支架上，支架上还安装有1台摄像机舵机，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到数据传输模块。本实用新型的优点是：信息获取能力强，数据获取与信息处理高度集成，设备的模块化设计，克服现有无人机电视航摄系统升级困难、可移植性差的缺点。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电视航摄成像系统，具体地说是涉及一种无人机电视航摄成像系统。
【背景技术】
无人机信息获取主要依靠电视成像系统，现有无人机电视成像系统是无人机航摄的主要任务载荷。
无人机电视成像系统是一种重要无人机航摄设备，获取的实时图像可应用于快速灾害评估、地质调查等领域。但目前的使用来看，有以下的缺点：
1.现有的电视成像系统只装载1台摄像机，获取到的视频图像只能进行平面的图像解译与分析，无法进行实现图像的立体解译；
2.现有的电视成像系统只完成电视图像的获取，尚未具有对电视图像的处理和分析的功能模块，使得图像应用受到较大的限制。
【发明内容】
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以进行数据获取、数据传输以及图像分析的无人机电视航摄成像系统。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种无人机电视航摄成像系统，包括视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块，所述视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块依次连接，所述图像分析与操作控制模块同时连接到数据传输模块。
本实用新型进一步具体为：
所述视频图像获取模块由2台摄像机、摄像机舵机和支架组成，2台摄像机垂直飞行航线放置，摄像机安装在一个支架上，支架上还安装有1台摄像机舵机，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到数据传输模块。
所述2台摄像机之间距离在0.20～0.60m之间连续可调。
所述数据传输模块由机上收发设备和地面收发设备组成，机上收发设备和地面收发设备无线连接；
所述机上收发设备由发射机、接收机以及数据处理板组成，发射机、接收机均连接到数据处理板，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到该数据处理板，数据处理板同时通过一根电源线与飞机上供电设备进行相连；
地面收发设备由接收机、发射机以及数据解析板组成，数据解析板连接到图像采集模块。
所述图像采集模块由图像数字化处理器、实时图像处理器两个部分组成，所述地面收发设备的数据解析板连接到图像数字化处理器，图像数字化处理器连接到实时图像处理器，实时图像处理器连接到图像分析与操作控制模块。
本实用新型的优点是：
1.信息获取能力强。相对于传统的采用1台摄像机进行电视航摄的方法，所提出的采用2台摄像机进行地面航摄的方法极大地提高了地面信息的获取能力。
2.数据获取与信息处理高度集成。现有技术多是从图像数据获取的角度考虑无人机电视航摄系统，而未综合考虑到信息处理，本系统则将数据获取与信息处理紧密相连，从信息处理的角度，采用了2台摄像机进行航摄，并进行快速图像纠正和立体合成，实现了数据获取与信息处理的高度集成。
3.设备的模块化设计。系统从应用和进一步开发的角度出发，采取了模块化设计思想，不仅可方便安装到任何一种无人机上，而且也利于各个模块的技术升级，克服现有无人机电视航摄系统升级困难、可移植性差的缺点。
【附图说明】
图1为本实用新型一种无人机电视航摄成像系统组成框图。
图2为本实用新型一种无人机电视航摄成像系统的工作原理框图。
【具体实施方式】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
请参阅图1所示，本实用新型一种无人机电视航摄成像系统包括视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块。
所述视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块依次连接，所述图像分析与操作控制模块同时连接到数据传输模块。
所述视频图像获取模块由2台摄像机、摄像机舵机和支架组成。两台摄像机实现同时对地面景物进行成像，2台摄像机垂直飞行航线放置，摄像机安装在一个铝合金支架上，摄像机之间距离在0.20～0.60m之间连续可调，以满足不同航摄任务要求。支架上还安装有1台摄像机舵机，摄像机舵机可以对摄像机对地观测角度进行调整，实现垂直摄影和倾斜摄像的转换。所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到数据传输模块。
所述数据传输模块由机上收发设备和地面收发设备组成。
所述机上收发设备由发射机、接收机以及数据处理板组成。发射机、接收机均连接到数据处理板，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到该数据处理板，数据处理板同时通过一根电源线与飞机上供电设备进行相连。视频图像和飞行遥控遥测数据采取无线传输方式，发射机将飞机遥测数据以及图像数据合成后发送到地面收发设备，接收机则接收来自地面收发设备的飞行操纵和摄像机姿态的控制指令。数据处理板完成2路视频图像与飞行遥测数据的合成，并将合成后的数据发送给发射机，并且将接收机发送来的遥控指令进行解释并控制摄像机舵机转动。
地面收发设备由接收机、发射机以及数据解析板组成。接收机接收机上收发设备无线传输来的无人机飞行数据，发射机将地面遥控指令发送到飞机。数据解析板按照机上合成编码的原理进行解码，提取2路视频图像和遥测数据，并发送到图像采集模块。
所述图像采集模块由图像数字化处理器、实时图像处理器两个部分组成。
图像数字化处理器采用双路高速图像采集卡实现视频图像的序列化，图像序列化后的单帧图像直接存在在帧存中(称为左图像和右图像)。实时图像处理器将直接检测帧存数据，若存在图像数据，则提取数据，并依据遥测数据中的摄像机舵机角度信息对左右图像进行图像纠正，纠正后的左图像和右图像进行快速匹配，使视场中心点重合，并按照立体成像原理进行重采样，完成立体图像合成重采样后的数据送入显卡的左右缓冲，然后传送给图像分析与操作控制模块，实现立体显示。
图像分析与操作控制模块由立体图像显示、遥测参数显示、摄像机舵机控制以及图像解译四个部分组成。图像分析与操作控制模块同时连接到地面收发设备的发射机。
立体图像显示在外设支持下实现航摄景物的立体观察；遥测参数显示是成像系统的辅助部分，可以监测无人机的飞行状态，辅助判断摄像机的转动方向；摄像机舵机控制可实现垂直摄影和倾斜摄像；图像解译主要是满足无人机信息处理的需要，可选择平面判读和立体判读，对地面景物进行分析和判别，也可对感兴趣的目标进行定量计算，如目标的坐标、面积等。
并请同时参阅图2所示，所述无人机电视航摄成像系统的操作过程如下所述。
1.电视图像获取：
通过视频图像获取模块的2台摄像机完成地面景物的电视航摄，获取2路电视图像。
2.图像遥测数据合成：
通过数据传输模块的机上收发设备的数据处理器将2路电视图像与飞行遥测数据进行合成编码。
3.数据向地面传输：
机上收发设备通过无线通信方式，通过发射机将合成的数据传输到地面收发设备。
4.图像遥测数据解析
地面收发设备通过接收机接收机上收发设备传输的数据，按照机上编码原理进行解码，提取2路电视图像和遥测数据并发送给图像采集模块。
5.图像序列化
图像采集模块通过图像数字化处理器将2路模拟电视图像进行数字化，生成序列化图像。
6.图像纠正
图像采集模块通过实时图像处理器对序列化图像进行几何纠正，减小由于飞行姿态造成图像畸变的影响。
7.立体合成
图像采集模块通过实时图像处理器对纠正后左右图像进行重采样，实现立体图像的合成。
8.显示与控制
合成的立体图像送到图像分析与操作控制模块，在图像分析与操作控制模块中实现遥测数据和图像的显示，并依据飞行任务要求，图像分析与操作控制模块通过地面收发设备的发射机向机上收发设备的数据处理板发送控制指令，对摄像机舵机的角度进行控制，满足垂直摄影和倾斜摄影的需要。
9.图像解译
在图像分析与操作控制模块中采用平面图像和立体图像进行解译，实现航摄景物的目标坐标以及面积等信息的定量解算。
Claims (5)
1.一种无人机电视航摄成像系统，其特征在于：包括视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块，所述视频图像获取模块、数据传输模块、图像采集模块和图像分析与操作控制模块依次连接，所述图像分析与操作控制模块同时连接到数据传输模块。
2.如权利要求1所述的一种无人机电视航摄成像系统，其特征在于：所述视频图像获取模块由2台摄像机、摄像机舵机和支架组成，2台摄像机垂直飞行航线放置，摄像机安装在一个支架上，支架上还安装有1台摄像机舵机，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到数据传输模块。
3.如权利要求2所述的一种无人机电视航摄成像系统，其特征在于：所述2台摄像机之间距离在0.20～0.60m之间连续可调。
4.如权利要求2所述的一种无人机电视航摄成像系统，其特征在于：所述数据传输模块由机上收发设备和地面收发设备组成，机上收发设备和地面收发设备无线连接；
所述机上收发设备由发射机、接收机以及数据处理板组成，发射机、接收机均连接到数据处理板，所述2台摄像机以及摄像机舵机分别连接到该数据处理板，数据处理板同时通过一根电源线与飞机上供电设备进行相连；
地面收发设备由接收机、发射机以及数据解析板组成，数据解析板连接到图像采集模块。
5.如权利要求4所述的一种无人机电视航摄成像系统，其特征在于：所述图像采集模块由图像数字化处理器、实时图像处理器两个部分组成，所述地面收发设备的数据解析板连接到图像数字化处理器，图像数字化处理器连接到实时图像处理器，实时图像处理器连接到图像分析与操作控制模块。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103188431A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 控制无人飞行载具进行影像采集的系统及方法 |
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| CN109540106A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-29 | 芜湖市努尔航空信息科技有限公司 | 一种航空器摄影处理系统 |
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