CN211349110U - 一种基于无人机采集的三维显示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于无人机采集的三维显示系统，包括无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统；所述无人机采集系统包括无人机和设置于无人机上的平行光轴多目相机组，用于对采集对象进行图像采集；所述计算机终端处理系统包括重建集成成像模块，用于接收无人机采集到的图像并生成集成成像输入源；所述集成成像显示系统同步接收集成成像输入源并进行三维图像显示。本实用新型的基于无人机采集的三维显示系统，实现了高度灵活的三维图像采集和三维图像实时显示，而且所采集的图像分辨率高，整套系统的价格低，适用于室外场景的采集显示以及室内图像采集显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像采集技术领域，特别涉及一种基于无人机采集的三维显示系统。
背景技术
随着机器视觉和三维成像技术发展，应用场景越来越多，如电影特技、文物保护、影视制作、动漫游戏、运动捕捉等领域。图像采集作为机器视觉和三维成像系统的前提，图像采集的质量和方式影响到成像效果，现有的三维图像采集方式主要有：结构光扫描、立体相机和相机阵列。但是这些采集方式存在着以下缺陷：相机阵列采集的结构复杂，体积大，灵活性不够，而且价格高昂，相机同步校准操作困难；结构光扫描速度慢，色彩失真，难以适应于较大场景的实景图像采集；立体相机适应于小场景，在大场景采集时分辨率低。而且现有的三维图像采集到显示是相互割裂的，无法实现图像的同步显示。因此，现有技术有待发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种低成本、灵活实用且图像分辨率高的基于无人机采集的三维显示系统
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型提供了一种基于无人机采集的三维显示系统，包括无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统；所述无人机采集系统包括无人机和设置于无人机上的平行光轴多目相机组，用于对采集对象进行图像采集；所述计算机终端处理系统包括重建集成成像模块，用于接收无人机采集到的图像并生成集成成像输入源；所述集成成像显示系统同步接收集成成像输入源并进行三维图像显示。
进一步地，所述计算机终端处理系统还包括与无人机无线通信的地面站定位系统，用于获取无人机的位置信息；所述计算机终端处理系统还包括三维建模成像模块，用于接收无人机的位置信息并生成三维模型。
进一步地，所述地面站定位系统包括多个RTK地面站，所述RTK地面站分布设置于采集对象的四周。
进一步地，所述计算机终端处理系统还包括通信模块、图像传输模块和无人机飞行控制模块，所述计算机终端处理系统通过所述通信模块分别与所述无人机、地面站定位系统进行通信，所述图像传输模块用于接收无人机采集的图像，所述无人机飞行控制模块用于控制和监视无人机的飞行。
本实用新型技术方案具有的有益效果：
本实用新型的基于无人机采集的三维显示系统，由无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统组成，通过无人机搭载平行光轴多目相机组对采集对象进行图像采集，并传输至重建集成成像模块以生成集成成像输入源，最后输出至集成成像显示系统中进行三维图像显示，实现了高度灵活的三维图像采集和三维图像实时显示，而且所采集的图像分辨率高，整套系统的价格低，适用于室外场景的采集显示以及室内图像采集显示。
附图说明
图1是本实用新型的采集示意图；
图2是本实用新型的模块示意图；
图3是本实用新型无人机的飞行轨迹示意图；
图4是本实用新型无人机水平逐层采集的示意图；
图5是本实用新型无人机垂直逐列采集的示意图；
图6是本实用新型的流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参考图1和图2，本实用新型提供了一种基于无人机采集的三维显示系统，包括无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统；所述无人机采集系统包括无人机和设置于无人机上的平行光轴多目相机组，用于对采集对象进行图像采集，由所述平行光轴多目相机组对采集对象进行拍照，此时采集到的图像是二维的；所述计算机终端处理系统包括重建集成成像模块，用于接收无人机采集到的二维图像并进行三维建模及转换，生成集成成像输入源；所述集成成像显示系统同步接收集成成像输入源并进行三维图像显示。
在本实施方式中，针对人形比例场景图像的三维采集，无人机配合平行光轴多目相机组的采集系统不仅解决了立体相机测量场景小，分辨率低等缺点，而且整套设备的价格也较低。整个采集过程中，使用者只需要操作无人机进行图像采集，后续处理过程完全由计算机终端处理，而且各个模块部分相对独立，室外作业时可组装搬运，采集方式非常便捷。
在本实施方式中，由于无人机采集图像为动态过程，三维图像显示也为一个动态过程，随着采集的图像越多，所显示的三维图像越清晰完整。
进一步地，所述计算机终端处理系统还包括与无人机无线通信的地面站定位系统，用于获取无人机的位置信息；所述计算机终端处理系统还包括三维建模成像模块，用于接收无人机的位置信息并生成三维模型，并通过显示器进行显示。若生成的三维模型不完整，则操作无人机对不完整区域进行补充采样，三维建模成像模块实时更新处理，避免重复采集，从而获得完整的三维模型。除此之外，通过获取无人机精准的位置与姿态信息，有利于提高三维图像建模的速度和精确度。
一些实施例中，所述地面站定位系统包括多个RTK地面站，所述RTK地面站分布设置于采集对象的四周。RTK(Real Time Kinematic)实时动态技术是一种通过基准站和流动站的同步观测，利用载波相位观测值实现快速高精度定位功能的差分测量技术。在本实施方式中，RTK地面站为基准站，无人机(带有RTK模块)为移动站，当无人机飞行时，无人机和RTK地面站通信，通过实时差分确定无人机的精确位置。作为一种实施例，使用时将3个RTK地面站布置在采集对象的四周以组成局域网络，无人机飞行时，3个RTK地面站分别与无人机通信以获取无人机的相对位置信息，经三角测量计算后得到无人机的精确位置信息，并传输至三维建模成像模块。采用多个RTK地面站的方式代替传统的GPS定位方式，能够获得无人机更为精准的定位信息，其定位精度可到达毫米级，而且适应性与灵活性更佳。
优选地，所述计算机终端处理系统还包括通信模块、图像传输模块和无人机飞行控制模块，所述计算机终端处理系统通过所述通信模块分别与所述无人机、地面站定位系统进行通信，所述图像传输模块用于接收无人机采集的图像，所述无人机飞行控制模块用于控制和监视无人机的飞行，所述无人机飞行控制模块设置无人机的飞行参数，如飞行安全距离Rs、飞行距离Rf、飞行最低高度H、飞行速度、采集速率等。其中，飞行安全距离Rs为无人机距离采集对象中心的水平距离，为必须设置选项；无人机在飞行安全距离Rs圈外飞行(如图3所示)。
在本实施方式中，所述无人机采集图像的方式可采用水平逐层采集方式或者垂直逐列采集方式。其中，水平逐层采集方式是无人机围绕着采集对象从底部往顶部逐层飞行采集(如图4所示)；垂直逐列采集方式是指在确定无人机的飞行半径后，无人机先垂直从下往上飞行采集图像，再沿着飞行半径的圆周依次飞行采集，直至完成整个圆周的飞行采集(如图5所示)。上述两种采集方式能够保证图像采集的完整性，防止遗漏。
请参考图6，本实用新型的基于无人机采集的三维显示系统运行的具体流程为：
确定采集对象，并根据采集对象的大小和采集的其他要求，在无人机飞行圈的外围场地均匀布置RTK地面站；
开启计算机终端处理系统和集成成像显示系统，自动校验相关参数，并测试通信传输状态：无人机飞行控制模块通过通信模块发送校验信号至无人机，无人机回传校验信号，若校验正确，则表明无人机与计算机终端处理系统之间的通信传输正常；若无法收到或校验错误，则检查硬件设备是否正常运作；
校验完成后，将无人机飞行到采集对象上空，使平行光轴多目相机组获取采集对象，并设置飞行采集参数；
设置飞行参数后，确定无人机飞行采集方式；
操作无人机开始采集图像，并将采集图像实时发送至计算机终端处理系统，同时计算机终端处理系统通过通信模块接收RTK地面站提供的无人机精确位置信息及无人机姿态信息，并实时导入重建集成成像模块和三维建模成像模块，生成集成成像输入源和三维模型，集成成像输入源同步至集成成像显示系统进行三维图像显示；
通过观察三维模型，可操作无人机对不完整区域进行补充采样，得到完整的三维图像，避免重复采集。
本实用新型的基于无人机采集的三维显示系统，由无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统组成，通过无人机搭载平行光轴多目相机组对采集对象进行图像采集，并传输至重建集成成像模块以生成集成成像输入源，最后输出至集成成像显示系统中进行三维图像显示，实现了高度灵活的三维图像采集和三维图像实时显示，而且所采集的图像分辨率高，整套系统的价格低，适用于室外场景的采集显示以及室内图像采集显示。
本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种基于无人机采集的三维显示系统，其特征在于，包括无人机采集系统、计算机终端处理系统和集成成像显示系统；所述无人机采集系统包括无人机和设置于无人机上的平行光轴多目相机组，用于对采集对象进行图像采集；所述计算机终端处理系统包括重建集成成像模块，用于接收无人机采集到的图像并生成集成成像输入源；所述集成成像显示系统同步接收集成成像输入源并进行三维图像显示。
2.根据权利要求1所述的基于无人机采集的三维显示系统，其特征在于，所述计算机终端处理系统还包括与无人机无线通信的地面站定位系统，用于获取无人机的位置信息；所述计算机终端处理系统还包括三维建模成像模块，用于接收无人机的位置信息并生成三维模型。
3.根据权利要求2所述的基于无人机采集的三维显示系统，其特征在于，所述地面站定位系统包括多个RTK地面站，所述RTK地面站分布设置于采集对象的四周。
4.根据权利要求2所述的基于无人机采集的三维显示系统，其特征在于，所述计算机终端处理系统还包括通信模块、图像传输模块和无人机飞行控制模块，所述计算机终端处理系统通过所述通信模块分别与所述无人机、地面站定位系统进行通信，所述图像传输模块用于接收无人机采集的图像，所述无人机飞行控制模块用于控制和监视无人机的飞行。
Priority Applications (1)
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| CN202020390599.5U CN211349110U (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 一种基于无人机采集的三维显示系统 |
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| CN202020390599.5U CN211349110U (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 一种基于无人机采集的三维显示系统 |
Publications (1)
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| CN211349110U true CN211349110U (zh) | 2020-08-25 |
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| CN (1) | CN211349110U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113536467A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-10-22 | 深圳市北斗云信息技术有限公司 | 一种无人机远程操作显示系统 |
| CN113536467B (zh) * | 2021-07-24 | 2024-06-04 | 深圳市北斗云信息技术有限公司 | 一种无人机远程操作显示系统 |
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2020
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