CN206117842U - 基于无人机的图像采集系统及无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及无人机控制领域，特别涉及一种基于无人机的图像采集系统及无人机。包含控制器、姿态传感器、三维姿态调整装置及摄像装置；本实用新型提供的无人机图像采集系统，通过设置一高灵敏度的三维姿态调整装置，并把摄像装置固定设置在该三维姿态调整装置上；通过感测拍照时无人机机身姿态变化，通过自动调整三维姿态调整装置使得摄像装置的镜头不受无人机机身姿态变化影响，始终保持在同一方向和角度，从而实现无人机摄像装置镜头姿态的稳定性，保证图像的质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机控制领域，特别涉及一种基于无人机的图像采集系统及无人机。
背景技术
随着信息化技术的不断发展，无论是数字城市、智慧城市的建设还是在面对重大自然灾害时的应急保障服务，亦或是对各种资源的使用和监测都需要有及时、精细的空间地理信息作为支持。因此，诸多行业对低空大比例尺高分辨率数字影像的需求越来越迫切，对其实时性、稳定性和有效性要求越来越高。
通常，传统的获取大比例尺数字影像信息的方法主要依靠卫星遥感和航空摄影。但是卫星遥感技术受气象、地貌条件的限制，且运行周期长、获取影像分辨率低，不能满足对地理信息产品实时性的要求；航空摄影技术则对机场和天气条件的依赖性较大，使用成本较高。
近年来，无人机拍摄逐渐成为获取大比例尺数字影像信息的主要手段，相对于以上两种摄影方式，无人机具有体积小、成本低、针对性强、灵活性高，获取图像分辨率高等优点。但是，目前的无人机也有着易受空气动力因素影响的问题，无人机拍摄过程中经常会由于机身抖动导致镜头跟随抖动，进而导致拍摄画面不清的情况，特别是在需要“精细”图像的场合，这种抖动的影响更为严重，这使得传统无人机的简单拍照系统已经无法满足人们的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种可以避免无人机机身抖动影响拍照质量的无人机图像采集系统。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种基于无人机的图像采集系统，包含控制器、姿态传感器、三维姿态调整装置及摄像装置；所述控制器同时与所述姿态传感器、所述三维姿态调整装置及所述摄像装置连接；
所述姿态传感器用于感测无人机的姿态变化，并将感测到的无人机姿态变化信息传递至控制器；
所述摄像装置固定设置在所述三维姿态调整装置上；
所述控制器用于根据接收到的无人机姿态变化信息控制所述三维姿态调整装置，以使得摄像装置的镜头所面对的方向、角度在拍照过程中保持不变。
优选的，所述姿态传感器为三轴陀螺仪。
优选的，所述三维姿态调整装置为正交式三维运动平台。
优选的，所述控制器还用于控制所述无人机机身对摄像装置进行姿态调整。
优选的，所述控制器只有在接收到拍照命令时，才根据所述无人机姿态变化信息对所述三维姿态调整装置进行调整。
本实用新型同时提供一种无人机，其包含如上所述的无人机图像采集系统，当进行摄像时，其可实现根据无人机机身姿态的变化对摄像装置进行姿态调整，以使得摄像装置的镜头面对的方向、角度不受无人机机身姿态变化的影响而保持不变。
本实用新型同时提供一种可以让无人机机载摄像装置拍照时不受机身姿态变化影响的图像采集方法，包含如下步骤：
包含接收拍照命令的步骤；
包含感测无人机机身姿态变化的步骤；
包含根据无人机姿态变化反向调整摄像装置镜头姿态，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度拍照过程中保持不变的步骤。
其中，感测无人机机身姿态变化的步骤既可以在无人机接收到拍照命令后才启动，也可以不收无人机是否接收到拍照命令的限制，始终感测。
一些实施例中，所述摄像装置镜头的姿态通过三维姿态调整装置直接调节摄像装置姿态完成。
另外一些实施例中，所述摄像装置镜头姿态通过调节无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调节摄像装置，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度保持不变。
还有一些实施例中，接收到拍照命令后，对所述无人机机身姿态变化信息进行判断，
当无人机机身姿态变化小于阈值，则采用三维姿态调整装置直接调节摄像装置的方式对镜头姿态进行调节；
当无人机机身姿态变化大于阈值时，则采用调整无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调整摄像装置的方式对镜头姿态进行调节。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型提供的基于无人机的图像采集系统及无人机，通过设置一高灵敏度的三维姿态调整装置，并把摄像装置固定设置在该三维姿态调整装置上；通过感测拍照时无人机机身姿态变化，通过自动调整三维姿态调整装置使得摄像装置的镜头不受无人机机身姿态变化影响，始终保持在同一方向和角度，从而实现无人机摄像装置镜头姿态的稳定性，保证图像的质量。
附图说明：
图1为本实用新型提供的无人机图像采集系统原理框图。
图2为本实用新型中提供的无人机图像采集系统工作方法流程图。
图3为本发明中提供的无人机图像采集系统工作方法另一种实施方式流程图。
图4为本发明中提供的无人机图像采集系统工作方法又一种实施方式流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
实施例1：如图1所示，本实施例提供一种基于无人机的图像采集系统，包含控制器、姿态传感器、三维姿态调整装置及摄像装置；所述控制器同时与所述姿态传感器、所述三维姿态调整装置及所述摄像装置连接；
所述姿态传感器用于感测无人机的姿态变化，并将感测到的无人机姿态变化信息传递至控制器；
所述摄像装置固定设置在所述三维姿态调整装置上；
所述控制器用于根据接收到的无人机姿态变化信息控制所述三维姿态调整装置，以使得摄像装置的镜头所面对的方向、角度保持不变，具体的，当拍照时，无人机机身向x方向发生了倾斜动作，姿态传感器第一时间感测到无人机机身的变化，并将该变化信息发送至处理器，处理器立即根据该变化信息反向调整三维姿态装置(-x方向)，反向调整的程度和无人机正向变化程度相同，这样，摄像装置的镜头将不会跟随无人机机身抖动，而是始终面向固定的角度和方向。
优选的，所述姿态传感器为三轴陀螺仪；同时，所述三维姿态调整装置为正交式三维运动平台。
本实施例中，所述控制器还用于控制所述无人机机身进行姿态调整。同时，本实施例中，所述控制器只有在接收到拍照命令时，才根据所述无人机姿态变化信息对所述三维姿态调整装置进行调整。考虑到无人机飞行姿态具有高度非线性，不确定等特征，且难以用现有方法建立其精确数学模型，这使得传统依赖于系统精确数学模型的控制算法无法直接应用；因此，本实施例中优选采用T-S模糊控制算法以实现对无人机机身姿态进行调整。T-S模糊控制的主要思想是将控制系统的输入空间分为若干个模糊子空间，在每个模糊子空间建立关于输入/输出的局部线性模型，然后使用隶属度函数将各个局部模型平滑地连接起来，形成一个全局的非线性模型（即T-S模糊模型）。需要指出的是T-S模糊模型可以对定义在一个致密集上的非线性系统做到任意精度的一致逼近（即万能逼近性）。正是由于这些局部线性子模型的存在，使得应用传统线性系统控制技术研究解决基于T-S模糊模型的非线性系统的各种控制问题成为可能。具体的，本实施例中，首先利用扇区非线性方法建立无人机姿态自调整系统T-S模糊模型，然后针对该T-S模糊模型设计实现无人机的姿态自调整控制，由于该T-S模型可以以任意精度逼近机身的实际飞行姿态，因而，间接实现了对无人机飞行姿态的控制。
本实施例采用T-S模糊控制理论实现无人机姿态自动智能调整，由此将实现一种新颖的拍照系统，对于摄影爱好者、户外活动爱好者、旅游者等都具有很大的吸引力。满足人们对大尺寸、高分辨率、清晰广角图像拍摄的需求，创造新的消费热点，将具有积极的社会效益与经济效益。
如图2所示，本实施例提供的无人机可按如下步骤工作：
S100：接收拍照命令的步骤；
S200：感测无人机机身姿态变化的步骤；
S300：根据无人机姿态变化反向调整摄像装置镜头姿态，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度保持不变的步骤。
其中，感测无人机机身姿态变化的步骤既可以在无人机接收到拍照命令后才启动，也可以不收无人机是否接收到拍照命令的限制，始终感测。
本实施例中，所述摄像装置镜头姿态通过三维姿态调整装置直接调节摄像装置姿态完成。
如图3所示，另外一些实施例中，所述摄像装置镜头姿态通过调节无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调节摄像装置姿态完成；
即系统按照如下步骤工作：
S100：接收拍照命令的步骤；
S200：感测无人机机身姿态变化的步骤；
S400：所述摄像装置镜头姿态通过调节无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调节摄像装置，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度保持不变。
如图4所示，其他实施方式中，接收到拍照命令后，对所述无人机机身姿态变化信息进行判断，
当无人机机身姿态变化小于阈值，则采用三维姿态调整装置直接调节摄像装置的方式对镜头姿态进行调节；
当无人机机身姿态变化大于阈值时，则采用调整无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调整摄像装置的方式对镜头姿态进行调节。
即图像采集系统还可按照如下步骤工作：
S100：接收拍照命令的步骤；
S200：感测无人机机身姿态变化的步骤；
S201：对所述无人机机身姿态变化信息进行判断，如无人机机身姿态变化小于阈值，则进入步骤S300，否则进入步骤400；
S300：根据无人机姿态变化反向调整摄像装置镜头姿态，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度保持不变的步骤；
S400：所述摄像装置镜头姿态通过调节无人机机身姿态结合三维姿态调整装置调节摄像装置，使得所述摄像装置镜头面向的方向、角度保持不变。
实施例2：本实用新型同时提供一种无人机，其包含如上所述的无人机图像采集系统，当进行摄像时，其可实现根据无人机机身姿态的变化对摄像装置进行姿态调整，以使得摄像装置的镜头面对的方向、角度不受无人机机身姿态变化的影响而保持不变。
Claims (6)
1.一种基于无人机的图像采集系统，其特征在于，包含控制器、姿态传感器、三维姿态调整装置及摄像装置；所述控制器同时与所述姿态传感器、所述三维姿态调整装置及所述摄像装置连接；
所述姿态传感器用于感测无人机的姿态变化，并将感测到的无人机姿态变化信息传递至控制器；
所述摄像装置固定设置在所述三维姿态调整装置上；
所述控制器用于根据接收到的无人机姿态变化信息控制所述三维姿态调整装置，以使得摄像装置的镜头所面对的方向、角度保持不变。
2.如权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述姿态传感器为三轴陀螺仪。
3.如权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述三维姿态调整装置为正交式三维运动平台。
4.如权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述控制器还用于控制三维姿态调整装置进行姿态调整。
5.如权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述控制器只有在接收到拍照命令时，才根据所述无人机姿态变化信息对所述三维姿态调整装置进行调整。
6.一种无人机，其特征在于，包含如权利要求1至5任一项所述的基于无人机的图像采集系统。
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| CN201620690583.XU CN206117842U (zh) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | 基于无人机的图像采集系统及无人机 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108052114A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-18 | 四川豪斯特电子技术有限责任公司 | 一种无人机的图像采集及跟踪控制系统 |
| CN108965851A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-12-07 | Oppo广东移动通信有限公司 | Ar摄像装置、ar耳机及ar摄像装置使用方法 |
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2016
- 2016-07-04 CN CN201620690583.XU patent/CN206117842U/zh not_active Expired - Fee Related
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