[發明專利]一種攜帶可視化系統的微型直升機

在審

• 申請號: 201710800983.0
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107483891A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陳虹宇
• 申請（專利權）人: 四川智慧鷹航空科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/55
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及無人機功耗控制技術領域，更具體地，涉及一種攜帶可視化系統的微型直升機。

背景技術

當前，諸多微型直升機都配備了視頻攝像設備。這種攝像設備能夠用于監控端查看飛行器前方情況以及進行航拍。現有的視頻圖像的回傳，大多數是基于模擬視頻信號，圖像不清晰，同時，無人機能夠連續獲取重疊度大的高精度序列影像，但獲取的影像會丟失深度信息。基于圖像的三維重建，是指利用多幅數碼相機圖像全自動恢復出場景三維結構的方法與技術。近年來三維重建技術在視頻、圖像三維重建處理領域獲得了巨大的成功，將其應用到無人機圖像處理領域，對無人機圖像進行全自動重建相關的應用，可以拓展無人機的應用范圍，提高無人機的應用水平。但目前對于無人機序列影像三維重建的研究尚處于起步階段，主要存在以下問題：(1)相對于地面影像，基于無人機序列影像的三維重建一般是大數據量大場景的三維重建；(2)大多直接將計算機視覺中成熟的算法應用于無人機序列影像三維重建中；(3)沒有充分利用精度不高的輔助信息。

現有技術中，申請號為CN201610987031.X的中國發明專利申請公開了一種無人機序列影像批處理三維重建方法，包括以下步驟：步驟一、融合低精度GPS/INS信息的影像匹配；步驟二、建立極線圖；步驟三、計算全局一致性的旋轉集；步驟四、初始化相機中心點；步驟五、生成對應特征點軌跡；步驟六、初始化3D結構；步驟七、光束法平差；步驟八、稠密點云重建；步驟九、紋理映射；本發明的技術方案實現了對大數據量無人機序列影像的大場景批處理三維重建，通過利用低精度GPS/IMU先驗信息進行圖像匹配、建立極線圖和繪制多視圖中點的軌跡以及新的光束法平差優化函數等技術手段，提高了三維重建的精度與效率。

然而，這些現有技術運算量過大，尤其是三維圖像處理中的運算量往往導致飛行器對圖像的處理和數據的傳輸方面耗電量過高。

發明內容

為了穩定和清楚地了解微型直升機等無人機的飛行環境并將其可視化顯示在用戶面前，本發明提供了一種攜帶可視化系統的微型直升機，包括：

監控端，用于可視化所述微型直升機飛行方向前方的視頻；

視頻采集單元，用于采集旋翼無人機在飛行方向上的前方視頻；

溫度監控單元，用于監控無人機電池的溫度；

視頻采集模式控制單元，用于根據溫度監控單元監測的結果控制視頻采集單元的視頻采集方式。

進一步地，所述視頻采集單元包括第一二維圖像采集設備和兩個第二二維圖像采集設備，所述第二二維圖像采集設備用于采集兩個位于不同高度和不同角度的圖像且位于第一二維圖像采集設備兩側。

進一步地，所述視頻采集模式控制單元包括：

第一方式控制單元，用于當無人機電池的溫度低于預設閾值時基于第一二維圖像采集設備采集視頻信息；

第二方式控制單元，用于當無人機電池的溫度高于預設閾值時，采用第二方式控制視頻采集功耗，且所述第二方式控制單元包括：

圖像預處理單元，用于對圖像進行預處理；

通信單元，用于發送圖像到監控端。

進一步地，所述圖像預處理單元包括：

訓練單元，用于訓練圖像壓縮系數；

壓縮單元，用于根據不同海拔高度的多個方向的圖像數據，進行圖像壓縮處理。

進一步地，所述訓練單元包括：

第一采集控制子單元，用于基于第二二維圖像采集設備，在相對于飛行方向的θ角度呈α角度的第一水平方向第一時刻t1至第二時刻t2采集圖像視頻信號I1(t)以及在相對于飛行方向的θ角度呈β角度的第二水平方向在第三時刻t1至第四時刻t2采集圖像視頻信號I2(t)，α與β不同；

第一高度采集子單元，用于采集第一水平方向對應的海拔信息h1和第二水平方向對應的海拔信息h2；

第一變換子單元，用于令對采集到的信號I1(t)和I2(t)分別進行如下變換：

得到J1(t)和J2(t)；

頻譜差異確定子單元，用于對J1(t)和J2(t)分別進行傅立葉變換并確定二者不同的頻譜成分；

第二變換子單元，用于將所述不同的頻率成分進行逆傅里葉變換，并進行二項式展開，得到其常數項系數C并取得逆變換后的相位角ψ；

壓縮系數確定子單元，對I1(t)和I2(t)計算壓縮系數：

式中P_ij表示圖像視頻信號I1(t)的像素，P’_ij表示圖像視頻信號I2(t)的像素；

進一步地，所述壓縮單元包括：