WO2017173734A1 - 调整拍摄角度的方法、装置和无人驾驶飞行器 - Google Patents

调整拍摄角度的方法、装置和无人驾驶飞行器 Download PDF

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WO2017173734A1
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unmanned aerial
aerial vehicle
position information
information
shooting
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PCT/CN2016/086314
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Inventor
高鹏
李彪
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高鹏
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00—Aircraft control not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Definitions

  • the present invention relates to the field of unmanned aerial vehicles, and in particular, to a method, an apparatus, and an unmanned aerial vehicle for adjusting a shooting angle.
  • the aerial drone uses the drone as the aerial platform, acquires information by the onboard remote sensing device, processes the image information with a computer, and creates an image according to certain precision requirements.
  • the on-board remote sensing equipment includes a high-resolution CCD (Charge-coupled Device) digital camera, a light optical camera, an infrared scanner, a laser scanner, a magnetic detector, and the like.
  • the aerial drone is simple in structure and low in cost, and is suitable for scenes that cannot be reached or photographed by ordinary photography.
  • the technical problem to be solved by the present invention is how to automatically adjust the shooting angle of the drone.
  • the present invention provides a method for adjusting a shooting angle, including:
  • the shooting angle is adjusted based on the relative position information.
  • acquiring the location information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle includes:
  • the position information of the shooting target is compared with the position information of the unmanned aerial vehicle, and the relative position information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle is determined.
  • a pitch angle parameter is calculated based on the photographing target and the relative height information of the unmanned aerial vehicle.
  • adjusting the shooting angle according to the relative position information includes:
  • the flight control platform calculates a motor control signal according to the relative position information, and sends the motor control signal to the pan/tilt;
  • the pan/tilt drives the motor to adjust a pitch angle of the photographing device according to the motor control signal.
  • the method before acquiring the location information of the shooting target, the method further includes:
  • the joystick of the unmanned aerial vehicle is locked.
  • the invention also provides an apparatus for adjusting a shooting angle, comprising:
  • a positioning module for acquiring position information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle
  • a relative position determining module configured to compare position information of the shooting target with position information of the unmanned aerial vehicle, and determine relative position information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle;
  • An angle adjustment module is configured to adjust a shooting angle according to the relative position information.
  • the positioning module includes:
  • a GPS unit configured to communicate with a GPS positioning device disposed on the shooting target, for acquiring latitude and longitude information of the shooting target;
  • An optical flow assisted elevation unit for acquiring relative height information of the shooting target
  • a coordinate conversion unit connected to the GPS unit, configured to convert the latitude and longitude information of the shooting target from spherical coordinate data into rectangular coordinate data.
  • the GPS unit is further configured to acquire latitude and longitude information of the unmanned aerial vehicle;
  • the optical flow assisted elevation unit is further configured to acquire the unmanned aerial vehicle Relative coordinate information;
  • the coordinate conversion unit is further configured to convert latitude and longitude information of the unmanned aerial vehicle from spherical coordinate data to rectangular coordinate data.
  • the relative position determining module is further configured to calculate a translation parameter and a rotation parameter according to the latitude and longitude information after the coordinate conversion of the photographic target and the unmanned aerial vehicle;
  • the pitch angle parameter is calculated by describing the relative height information of the photographing target and the unmanned aerial vehicle.
  • the angle adjustment module is further configured to send the relative position information to a flight control platform of the unmanned aerial vehicle;
  • the device for adjusting the shooting angle further includes:
  • the flight control platform is connected to the angle adjustment module, configured to calculate a motor control signal according to the relative position information, and send the motor control signal to the pan/tilt;
  • the pan/tilt is connected to the flight control platform, and is configured to drive the motor to adjust a pitch angle of the photographing device according to the motor control signal.
  • the present invention also provides an unmanned aerial vehicle including a photographing apparatus, and the unmanned aerial vehicle further includes: a device for adjusting a photographing angle of any one of the embodiments of the present invention.
  • the photographing device includes any one of a CCD digital camera, an optical camera, an infrared scanner, a laser scanner, and a magnetic detector.
  • the invention can automatically adjust the shooting angle of the shooting device of the unmanned aerial vehicle, can reduce the probability of human operation during the shooting process, effectively capture the captured object and easily achieve the shooting purpose. , reducing the complexity of operation, operating intelligence, and improving the user experience.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a method of adjusting a shooting angle according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows another flow chart of a method of adjusting a shooting angle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 illustrates another flow chart of a method of adjusting a shooting angle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an application scenario of a method of adjusting a shooting angle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a method of adjusting a shooting angle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the structure of an apparatus for adjusting a shooting angle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the structure of a positioning module in an apparatus for adjusting a shooting angle according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the structure of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a block diagram showing the structure of an apparatus for adjusting a shooting angle according to another embodiment of the present invention.
  • the method for adjusting the shooting angle may mainly include:
  • Step 101 Acquire location information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle
  • Step 102 Compare position information of the shooting target with position information of the unmanned aerial vehicle, and determine relative position information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle;
  • Step 103 Adjust a shooting angle according to the relative position information.
  • step 101 may include:
  • Step 201 Obtain latitude and longitude information and relative height information of the shooting target, and convert the latitude and longitude information of the shooting target from ball coordinate data into rectangular coordinate data;
  • Step 202 Acquire latitude and longitude information and relative height information of the unmanned aerial vehicle, and convert latitude and longitude information of the unmanned aerial vehicle from spherical coordinate data into rectangular coordinate data.
  • the timings of the step 201 and the step 202 may be interchanged or may be performed at the same time, which is not limited by the present invention.
  • unmanned aerial vehicles can use aircraft inertial navigation systems and GPS (Global Positioning System) navigation systems to ensure safe, reliable, and normal operations in complex environments.
  • GPS Global Positioning System
  • the positioning coordinate data of the shooting target can be acquired by the GPS, and the position parameters of the unmanned aerial vehicle itself can be acquired.
  • step 102 may include:
  • Step 203 Calculate a translation parameter and a rotation parameter according to the latitude and longitude information after the coordinate conversion of the shooting target and the unmanned aerial vehicle;
  • Step 204 Calculate a pitch angle parameter according to the shooting target and the relative height information of the unmanned aerial vehicle.
  • step 103 may include:
  • Step 301 Send the relative location information to a flight control platform of the unmanned aerial vehicle;
  • Step 302 The flight control platform calculates a motor control signal according to the relative position information, and sends the motor control signal to the pan/tilt;
  • Step 303 The pan/tilt drives the motor according to the motor control signal to adjust a pitch angle of the photographing device.
  • a drive motor is provided in the pan/tilt of the unmanned aerial vehicle, and the drive motor is connected to the position adjustment mechanism of the photographing device, and the tilt angle of the photographing device can be adjusted.
  • Shooting equipment can be However, it is not limited to CCD digital cameras, optical cameras, infrared scanners, laser scanners, magnetic instruments and other on-board remote sensing devices.
  • the method may include:
  • Step 100 Determine whether to enter the intelligent aerial photography mode, and if it is determined to enter the intelligent aerial photography mode, perform step 200, otherwise, enter the manual mode.
  • Step 200 locking the joystick.
  • the unmanned aerial vehicle with the aerial photography function includes: a precise positioning tracking GPS module 41, an optical flow assisted elevation module 42, a GPS module 43 of the ground object, a flight control platform 44, and a cloud. Table 45 and camera 46.
  • the CPU of the unmanned aerial vehicle can be obtained by acquiring the position information of the object to be photographed (ie, the photographing target) by the GPS module 41 inside the drone (in combination with the GPS module 43 installed on the ground subject) and the optical flow assisted height setting system.
  • the position comparison algorithm and the coordinate conversion system are used to calculate the relative position information between the unmanned aerial vehicle and the object to be photographed and the pitch angle data due to the height difference.
  • the CPU then transmits the relative position information and the pitch angle data due to the height difference to the flight control platform 44 via the data transmission system.
  • the relative position information and the pitch angle data due to the height difference are converted by the flight control platform 44 into control signals indicative of the specific mechanical motion, and transmitted to the pan-tilt 45.
  • the pan/tilt 45 drives the camera 46 to rotate in a predetermined direction to automatically align the subject, thereby completing the shooting easily, conveniently, and quickly.
  • Accurate calculation and accurate control according to the embodiment of the present invention can effectively capture the object to be photographed and easily achieve the purpose of shooting, operate the intelligence, and improve the user experience.
  • FIG. 5 illustrates a flow chart of a method of adjusting a shooting angle according to another embodiment of the present invention.
  • the method of adjusting the shooting angle is implemented by using an APP (application) end on a smart device such as a mobile phone, a tablet computer, or a notebook computer as an example.
  • the smart aerial mode is entered by setting a remote control lock lever on the APP side.
  • the characteristics of the intelligent aerial mode may include any one or more of the following:
  • the drone always follows the subject that holds the tracking device.
  • the method for adjusting the shooting angle may specifically include:
  • the APP terminal determines whether to enter the smart aerial mode according to the user operation (step 401), and after the smart aerial mode, starts the lock operation bar program (step 402).
  • the APP terminal can send a control signal to the drone to enter the intelligent aerial mode, and the CPU of the drone obtains the latitude and longitude of the subject from the GPS module 41 on the drone and the GPS module 43 on the ground object (ie, the shooting target). Information (step 403).
  • the CPU obtains the relative height information of the subject from the optical flow assisted elevation module 42, wherein the relative height information is assumed to be (X, Y, Z).
  • the CPU Since the GPS uploads the spherical coordinate data, it is necessary to perform coordinate conversion, for example, to retrieve the Bursa coordinate conversion algorithm program (step 404), and the CPU converts the latitude and longitude information into local three-dimensional rectangular coordinate information data.
  • the conversion calculation includes three translation parameters (x, y, z), three rotation parameters (x1, y1, z1), and a scale parameter m embodying the pitch angle.
  • the CPU can compare the position information of the subject with the drone's own position parameter (obtained from the GPS module 41) to obtain relative position information between the drone and the photographic subject (step 405).
  • the CPU transmits the relative position information data to the flight control platform 44 (or the flight control module) of the drone through a data line (or wireless transmission) such as an ESC control panel.
  • the flight control platform 44 calculates an output motor control signal to the pan/tilt head 45 based on the relative position information (step 406).
  • the driving motor in the pan/tilt 45 captures the shooting target according to the correct pitch angle, and captures the camera in real time through the auxiliary correction means on the APP, and the shooting device such as the camera is at the optimal shooting angle, thereby ensuring an optimal shooting effect (step 407).
  • the method for adjusting the shooting angle may further include:
  • Step 408 The APP determines whether the drone switches to the home mode, and if so, switches to the home module, instructs the drone to return to the starting location or the set home location, and waits for the next time to start aerial photography; Otherwise, step 409 is performed. For example, in the case where the drone is low in power, the user selects the home module, etc., the drone can switch to the home mode.
  • step 409 the APP determines whether the aerial photography is completed, and if so, ends. Otherwise, the set delay program is started (step 410), and after a certain delay, the process returns to step 403.
  • the invention can automatically adjust the shooting angle of the shooting device in the intelligent aerial photography mode, can greatly reduce the probability of human operation during the shooting process, can effectively capture the object to be photographed and easily achieve the shooting purpose, operate the intelligence, and significantly improve the operation experience of the ordinary user. Especially for outdoor sports enthusiasts, such as rock climbing, cycling, skiing, skateboarding and other users to provide easy and convenient self-timer effect.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the structure of an apparatus for adjusting a shooting angle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the apparatus for adjusting the shooting angle may include:
  • a positioning module 51 configured to acquire location information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle
  • the relative position determining module 53 is configured to compare position information of the shooting target with position information of the unmanned aerial vehicle, and determine relative position information of the shooting target and the unmanned aerial vehicle;
  • the angle adjustment module 55 is configured to adjust the shooting angle according to the relative position information.
  • the positioning module 51 includes:
  • the GPS unit 511 is configured to communicate with a GPS positioning device disposed on the shooting target, and configured to acquire latitude and longitude information of the shooting target;
  • the optical flow assisted elevation unit 513 is configured to acquire relative height information of the shooting target
  • the coordinate conversion unit 515 is connected to the GPS unit 511 for converting the latitude and longitude information of the shooting target from spherical coordinate data into rectangular coordinate data.
  • the GPS unit 511 is further configured to acquire latitude and longitude information of the unmanned aerial vehicle;
  • the optical flow assisted elevation unit 513 is further configured to acquire a relative height of the unmanned aerial vehicle.
  • the coordinate conversion unit 515 is further configured to use the unmanned aerial vehicle The latitude and longitude information is converted from ball coordinate data to rectangular coordinate data.
  • the relative position determining module 53 is further configured to calculate a translation parameter and a rotation parameter according to the latitude and longitude information after the coordinate conversion of the photographic target and the unmanned aerial vehicle; according to the shooting target A pitch angle parameter is calculated from the relative height information of the unmanned aerial vehicle.
  • the angle adjustment module 55 is further configured to send the relative position information to a flight control platform of the unmanned aerial vehicle;
  • the device for adjusting a shooting angle further includes:
  • the flight control platform 57 is connected to the angle adjustment module, configured to calculate a motor control signal according to the relative position information, and send the motor control signal to the pan/tilt;
  • the pan/tilt head 59 is connected to the flight control platform for driving the motor to adjust the pitch angle of the photographing device according to the motor control signal.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the structure of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the unmanned aerial vehicle may include: a photographing device 71 and a device 73 for adjusting a photographing angle of any one of the above embodiments.
  • the photographing device includes, but is not limited to, any one of a CCD digital camera, an optical camera, an infrared scanner, a laser scanner, and a magnetic detector.
  • Fig. 9 is a block diagram showing the structure of an apparatus for adjusting a shooting angle according to another embodiment of the present invention.
  • the device 1100 for adjusting the shooting angle may be a host server having a computing capability, a personal computer PC, or a portable computer or terminal that can be carried.
  • the specific embodiments of the present invention do not limit the specific implementation of the computing node.
  • the apparatus 1100 for adjusting a shooting angle includes a processor 1110, a communication interface 1120, a memory 1130, and a bus 1140.
  • the processor 1110, the communication interface 1120, and the memory 1130 complete communication with each other through the bus 1140.
  • Communication interface 1120 is for communicating with network devices, including, for example, a virtual machine management center, shared storage, and the like.
  • the processor 1110 is configured to execute a program.
  • the processor 1110 may be a central processing unit CPU, or an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), or one or more integrated circuits configured to implement the embodiments of the present invention.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the memory 1130 is used to store files.
  • the memory 1130 may include a high speed RAM memory and may also include a non-volatile memory such as at least one disk memory.
  • Memory 1130 can also be a memory array.
  • the memory 1130 may also be partitioned, and the blocks may be combined into a virtual volume according to certain rules.
  • the above program may be program code including computer operating instructions. This procedure can be used to: implement the operations of the steps in Embodiments 1 and 2.
  • the function is implemented in the form of computer software and sold or used as a stand-alone product, it is considered to some extent that all or part of the technical solution of the present invention (for example, a part contributing to the prior art) is It is embodied in the form of computer software products.
  • the computer software product is typically stored in a computer readable non-volatile storage medium, including instructions for causing a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) to perform all of the methods of various embodiments of the present invention. Or part of the steps.
  • the foregoing storage medium includes various media that can store program codes, such as a USB flash drive, a removable hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk, or an optical disk.
  • the invention can automatically adjust the shooting angle of the shooting device of the unmanned aerial vehicle, can reduce the probability of human operation during the shooting process, effectively capture the captured object and easily achieve the shooting purpose. , reducing the complexity of operation, operating intelligence, and improving the user experience.

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Abstract

一种调整拍摄角度的方法、装置和无人驾驶飞行器。其中，该调整拍摄角度的方法包括：获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息（101）；将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息（102）；根据所述相对位置信息，调整拍摄角度（103）。根据拍摄目标与无人驾驶飞行器的相对位置信息，能够自动调整无人驾驶飞行器的拍摄设备的拍摄角度，可以降低拍摄过程中人为操作的几率，有效的捕捉被拍摄对象并轻松达到拍摄目的，降低了操作复杂度，操作智能，提高了用户操作体验。

Description

调整拍摄角度的方法、装置和无人驾驶飞行器
交叉引用
本申请主张2016年4月6日提交的中国专利申请号为201610211289.0的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及无人驾驶飞行器技术领域，尤其涉及一种调整拍摄角度的方法、装置和无人驾驶飞行器。
背景技术
航拍无人机以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。其中，机载遥感设备包括高分辨率CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪、磁测仪等。航拍无人机结构简单、使用成本低，适用于普通摄影所不能到达或拍摄的场景。
但在拍摄过程中，操作人员需要通过遥控器人工调整无人机中的机载遥感设备的拍摄角度，操作复杂。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何自动调整无人机的拍摄角度。
解决方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种调整拍摄角度的方法，包括：
获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
对于上述方法，在一种可能的实现方式中，获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息，包括：
获取拍摄目标的经纬度信息和相对高度信息，并将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据；
获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息和相对高度信息，并将所述无人驾驶飞行器的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
对于上述方法，在一种可能的实现方式中，将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息，包括：
根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；
根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
对于上述方法，在一种可能的实现方式中，根据所述相对位置信息，调整拍摄角度，包括：
将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
所述飞行控制平台根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
所述云台根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在获取拍摄目标的位置信息之前，还包括：
判断是否进入智能航拍模式；
在判定进入智能航拍模式的情况下，锁定所述无人驾驶飞行器的操纵杆。
本发明还提供一种调整拍摄角度的装置，包括：
定位模块，用于获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
相对位置确定模块，用于将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
角度调整模块，用于根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述定位模块包括：
GPS单元，与设置于拍摄目标上的GPS定位设备相通信，用于获取所述拍摄目标的经纬度信息；
光流辅助定高单元，用于获取所述拍摄目标的相对高度信息；
坐标转换单元，与所述GPS单元连接，用于将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述GPS单元还用于获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息；所述光流辅助定高单元还用于获取所述无人驾驶飞行器的相对高度信息；所述坐标转换单元还用于将所述无人驾驶飞行器的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述相对位置确定模块还用于根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述角度调整模块还用于将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
所述调整拍摄角度的装置还包括：
所述飞行控制平台，与所述角度调整模块连接，用于根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
所述云台，与所述飞行控制平台连接，用于根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
本发明还提供一种无人驾驶飞行器，包括拍摄设备，所述无人驾驶飞行器还包括：本发明实施例中任意一种结构的调整拍摄角度的装置。
对于上述无人驾驶飞行器，在一种可能的实现方式中，所述拍摄设备包括CCD数码相机、光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪和磁测仪中任意一种。
有益效果
本发明根据拍摄目标与无人驾驶飞行器的相对位置信息，能够自动调整无人驾驶飞行器的拍摄设备的拍摄角度，可以降低拍摄过程中人为操作的几率，有效的捕捉被拍摄对象并轻松达到拍摄目的，降低了操作复杂度，操作智能，提高了用户操作体验。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的方法的流程图；
图2示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的方法的另一流程图；
图3示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的方法的另一流程图；
图4示出根据本发明另一实施例的调整拍摄角度的方法的应用场景的示意图；
图5示出根据本发明另一实施例的调整拍摄角度的方法的流程图；
图6示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的装置的结构框图；
图7示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的装置中定位模块的结构框图；
图8示出根据本发明一实施例的无人驾驶飞行器的结构框图；
图9示出了本发明的另一个实施例的一种调整拍摄角度的设备的结构框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例1
图1示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的方法的流程图。如图1所示，该调整拍摄角度的方法主要可以包括：
步骤101、获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
步骤102、将所述拍摄目标的位置信息与无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
步骤103、根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
在一种可能的实现方式中，如图2所示，步骤101可以包括：
步骤201、获取拍摄目标的经纬度信息和相对高度信息，并将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据；
步骤202、获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息和相对高度信息，并将所述无人驾驶飞行器的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
其中步骤201和步骤202的时序可以互换，也可以同时进行，本发明对此不进行限定。
具体而言，无人驾驶飞行器(也称为无人机)可以采用飞行器惯性导航系统和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)导航系统，确保飞行安全、可靠及在复杂环境下的正常作业。通过GPS可以获取拍摄目标的定位坐标数据，并且获取无人驾驶飞行器自身的位置参数。
在一种可能的实现方式中，步骤102可以包括：
步骤203、根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；
步骤204、根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
在一种可能的实现方式中，步骤103可以包括：
步骤301、将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
步骤302、飞行控制平台根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
步骤303、云台根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
具体而言，无人驾驶飞行器的云台内设置有驱动电机，驱动电机与拍摄设备的位置调整机构连接，能够调整拍摄设备的俯仰角度。拍摄设备可以为 但不限于CCD数码相机、光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪、磁测仪等机载遥感设备。
在一种可能的实现方式中，如图3所示，在步骤101之前可以包括：
步骤100、判断是否进入智能航拍模式，在判定进入智能航拍模式的情况下，执行步骤200，否则可以进入手动模式。
步骤200、锁定操纵杆。
举例而言，如图4所示，具有航拍功能的无人驾驶飞行器包括：精确定位追踪GPS模块41、光流辅助定高模块42、地面被拍摄对象的GPS模块43、飞行控制平台44、云台45和相机46。通过无人机内部的GPS模块41(结合设置于地面被拍摄对象的GPS模块43)及光流辅助定高系统获取被拍摄对象(即拍摄目标)的位置信息后，无人驾驶飞行器的CPU可以利用位置比较算法和坐标转换系统计算出无人驾驶飞行器与被拍摄对象之间的相对位置信息和由于高度差产生的俯仰角度数据。然后CPU经数据传输系统将相对位置信息和由于高度差产生的俯仰角度数据传输给飞行控制平台44。由飞行控制平台44将相对位置信息和由于高度差产生的俯仰角度数据转化为表征特定机械运动的控制信号，发送给云台45。云台45收到控制信号后驱动相机46按照预定方向转动，自动对准被拍摄对象，从而轻松、方便、快捷的完成拍摄。根据本发明实施例的精确计算，准确控制，能够有效的捕捉被拍摄对象并轻松达到拍摄目的，操作智能，提高用户体验效果。
实施例2
图5示出根据本发明另一实施例的调整拍摄角度的方法的流程图。本实施例中以在例如手机、平板电脑、笔记本电脑等智能设备上的APP(应用)端实现该调整拍摄角度的方法为例进行说明。具体而言，通过在APP端设置遥控器锁定操纵杆进入智能航拍模式。其中，智能航拍模式的特点可以包括以下任意一个或者多个：
a.锁定操纵杆时自动控制飞行高度和位置。
b.无人机飞行时使镜头摇动或倾斜。
c.无人机始终跟随持有追踪定位装置的被拍对象。
d.可以自由设定安全区域界线，防止无人机碰撞周围建筑物或遮挡物。
e.可以自由切换到“无人机回家”模式。
如图5所示，该调整拍摄角度的方法具体可以包括：
APP端根据用户操作判断是否进入智能航拍模式(步骤401)，在智能航拍模式后，启动锁定操作杆程序(步骤402)。APP端可以向无人机发送进入智能航拍模式的控制信号，无人机的CPU从无人机上的GPS模块41和地面被拍摄对象(即拍摄目标)上的GPS模块43获得被拍摄对象的经纬度信息(步骤403)。CPU从光流辅助定高模块42获得被拍摄对象的相对高度信息，其中相对高度信息假设为(X,Y,Z)。由于GPS上传的是球坐标数据，需要经过坐标转换例如调取布尔莎坐标转算法程序(步骤404)，CPU将经纬度信息转换为当地三维空间直角坐标信息数据。例如，转化算出包括3个平移参数(x,y,z)、3个旋转参数(x1,y1,z1)和体现俯仰角度的尺度参数m。接下来，CPU可以将被拍摄对象的位置信息与(从GPS模块41获得的)无人机自身位置参数比较计算，得出无人机与拍摄目标之间的相对位置信息(步骤405)。CPU将此相对位置信息数据通过数据线(或无线传输)传给无人机的飞行控制平台44(或称为飞控模块)例如电调控制板。飞行控制平台44根据此相对位置信息计算输出电机控制信号给云台45(步骤406)。云台45内的驱动电机按照正确俯仰角度捕捉拍摄目标，并通过APP上的辅助修正手段实时捕捉并使相机等拍摄设备处于最佳拍摄角度，保证最优拍摄效果(步骤407)。
此外，在步骤407之后，该调整拍摄角度的方法还可以包括：
步骤408、APP端判断无人机是否切换到回家模式，如果是则切换到回家模块，指示无人机返回起始地点或设定的回家地点，等待下一次开始航拍； 否则，执行步骤409。例如，在无人机电量不足、用户选择回家模块等情况下，无人机可以切换到回家模式。
步骤409、APP端判断航拍是否完成，如果是则结束。否则启动设定的延时程序(步骤410)，经过一定延时后返回执行步骤403。
本发明在智能航拍模式能够自动调整拍摄设备的拍摄角度，可以大大降低拍摄过程中人为操作的几率，能够有效的捕捉被拍摄对象并轻松达到拍摄目的，操作智能，显著提高普通用户的操作体验。特别是为户外运动爱好者，比如攀岩、骑行、滑雪、滑板等用户提供轻松方便的自拍效果。
实施例3
图6示出根据本发明一实施例的调整拍摄角度的装置的结构框图。如图6所示，该调整拍摄角度的装置可以包括：
定位模块51，用于获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
相对位置确定模块53，用于将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
角度调整模块55，用于根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
在一种可能的实现方式中，如图7所示，所述定位模块51包括：
GPS单元511，与设置于拍摄目标上的GPS定位设备相通信，用于获取所述拍摄目标的经纬度信息；
光流辅助定高单元513，用于获取所述拍摄目标的相对高度信息；
坐标转换单元515，与所述GPS单元511连接，用于将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
在一种可能的实现方式中，所述GPS单元511还用于获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息；所述光流辅助定高单元513还用于获取所述无人驾驶飞行器的相对高度信息；所述坐标转换单元515还用于将所述无人驾驶飞行器 的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
在一种可能的实现方式中，所述相对位置确定模块53还用于根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
在一种可能的实现方式中，所述角度调整模块55还用于将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
在一种可能的实现方式中，所述调整拍摄角度的装置还包括：
所述飞行控制平台57，与所述角度调整模块连接，用于根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
所述云台59，与所述飞行控制平台连接，用于根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
实施例4
图8示出根据本发明一实施例的无人驾驶飞行器的结构框图。如图8所示，该无人驾驶飞行器可以包括：拍摄设备71以及上述实施例中任意一种结构的调整拍摄角度的装置73。其中，所述拍摄设备包括但不限于CCD数码相机、光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪和磁测仪中任意一种。
实施例5
图9示出了本发明的另一个实施例的一种调整拍摄角度的设备的结构框图。所述调整拍摄角度的设备1100可以是具备计算能力的主机服务器、个人计算机PC、或者可携带的便携式计算机或终端等。本发明具体实施例并不对计算节点的具体实现做限定。
所述调整拍摄角度的设备1100包括处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory)1130和总线1140。其中，处理器1110、通信接口1120、以及存储器1130通过总线1140完成相互间的通信。
通信接口1120用于与网络设备通信，其中网络设备包括例如虚拟机管理中心、共享存储等。
处理器1110用于执行程序。处理器1110可能是一个中央处理器CPU，或者是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器1130用于存放文件。存储器1130可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1130也可以是存储器阵列。存储器1130还可能被分块，并且所述块可按一定的规则组合成虚拟卷。
在一种可能的实施方式中，上述程序可为包括计算机操作指令的程序代码。该程序具体可用于：实现实施例1和2中各步骤的操作。
本领域普通技术人员可以意识到，本文所描述的实施例中的各示例性单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件形式来实现，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以针对特定的应用选择不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
如果以计算机软件的形式来实现所述功能并作为独立的产品销售或使用时，则在一定程度上可认为本发明的技术方案的全部或部分(例如对现有技术做出贡献的部分)是以计算机软件产品的形式体现的。该计算机软件产品通常存储在计算机可读取的非易失性存储介质中，包括若干指令用以使得计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
实用性
本发明根据拍摄目标与无人驾驶飞行器的相对位置信息，能够自动调整无人驾驶飞行器的拍摄设备的拍摄角度，可以降低拍摄过程中人为操作的几率，有效的捕捉被拍摄对象并轻松达到拍摄目的，降低了操作复杂度，操作智能，提高了用户操作体验。

Claims (12)

  1. 一种调整拍摄角度的方法，其特征在于，包括：
    获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
    将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
    根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息，包括：
    获取拍摄目标的经纬度信息和相对高度信息，并将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据；
    获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息和相对高度信息，并将所述无人驾驶飞行器的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息，包括：
    根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；
    根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述相对位置信息，调整拍摄角度，包括：
    将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
    所述飞行控制平台根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
    所述云台根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
  5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在获取拍摄 目标的位置信息之前，还包括：
    判断是否进入智能航拍模式；
    在判定进入智能航拍模式的情况下，锁定所述无人驾驶飞行器的操纵杆。
  6. 一种调整拍摄角度的装置，其特征在于，包括：
    定位模块，用于获取拍摄目标和无人驾驶飞行器的位置信息；
    相对位置确定模块，用于将所述拍摄目标的位置信息与所述无人驾驶飞行器的位置信息进行比较，确定所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器的相对位置信息；
    角度调整模块，用于根据所述相对位置信息，调整拍摄角度。
  7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述定位模块包括：
    GPS单元，与设置于拍摄目标上的GPS定位设备相通信，用于获取所述拍摄目标的经纬度信息；
    光流辅助定高单元，用于获取所述拍摄目标的相对高度信息；
    坐标转换单元，与所述GPS单元连接，用于将所述拍摄目标的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
  8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
    所述GPS单元还用于获取所述无人驾驶飞行器的经纬度信息；
    所述光流辅助定高单元还用于获取所述无人驾驶飞行器的相对高度信息；
    所述坐标转换单元还用于将所述无人驾驶飞行器的经纬度信息由球坐标数据转换为直角坐标数据。
  9. 根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，
    所述相对位置确定模块还用于根据所述拍摄目标和所述无人驾驶飞行器坐标转换后的经纬度信息计算得到平移参数和旋转参数；根据所述拍摄目 标和所述无人驾驶飞行器的相对高度信息计算得到俯仰角度参数。
  10. 根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，
    所述角度调整模块还用于将所述相对位置信息发送给所述无人驾驶飞行器的飞行控制平台；
    所述调整拍摄角度的装置还包括：
    所述飞行控制平台，与所述角度调整模块连接，用于根据所述相对位置信息计算得到电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给云台；
    所述云台，与所述飞行控制平台连接，用于根据所述电机控制信号驱动电机调整拍摄设备的俯仰角度。
  11. 一种无人驾驶飞行器，包括拍摄设备，其特征在于，所述无人驾驶飞行器还包括：权利要求6至10中任一项所述的调整拍摄角度的装置。
  12. 根据权利要求11所述的无人驾驶飞行器，其特征在于，所述拍摄设备包括：CCD数码相机、光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪和磁测仪中任意一种。
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