[發(fā)明專利]一種大載重超長航時的旋翼無人機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710801064.5
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107529014A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳虹宇
• 申請（專利權(quán)）人: 四川智慧鷹航空科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18;H04N19/46;H04N19/48;G05D1/10;G06T1/00;H04L9/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機功耗控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種大載重超長航時的旋翼無人機。

背景技術(shù)

為了對大載重超長航時飛行器進行合理控制，諸多大載重超長航時飛行器都配備了視頻攝像設(shè)備。這種攝像設(shè)備能夠用于監(jiān)控端查看飛行器前方情況以及進行航拍。現(xiàn)有的視頻圖像的回傳，大多數(shù)是基于模擬視頻信號，圖像不清晰，同時，無人機能夠連續(xù)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(shù)碼相機圖像全自動恢復(fù)出場景三維結(jié)構(gòu)的方法與技術(shù)。近年來三維重建技術(shù)在視頻、圖像三維重建處理領(lǐng)域獲得了巨大的成功，將其應(yīng)用到無人機圖像處理領(lǐng)域，對無人機圖像進行全自動重建相關(guān)的應(yīng)用，可以拓展無人機的應(yīng)用范圍，提高無人機的應(yīng)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(shù)據(jù)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(yīng)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(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N201610987031.X的中國發(fā)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(zhuǎn)集；步驟四、初始化相機中心點；步驟五、生成對應(yīng)特征點軌跡；步驟六、初始化3D結(jié)構(gòu)；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(fā)明的技術(shù)方案實現(xiàn)了對大數(shù)據(jù)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(yōu)化函數(shù)等技術(shù)手段，提高了三維重建的精度與效率。

然而，這些現(xiàn)有技術(shù)運算量過大，尤其是三維圖像處理中的運算量往往導(dǎo)致飛行器對圖像的處理和數(shù)據(jù)的傳輸方面耗電量過高。

發(fā)明內(nèi)容

為了通過溫度監(jiān)控而對大載重超長航時的無人機視頻采集的功耗進行有效監(jiān)控，本發(fā)明提供了一種大載重超長航時的旋翼無人機，包括：

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(jiān)控單元，用于監(jiān)控?zé)o人機電池的溫度；

視頻采集模式控制單元，用于根據(jù)溫度監(jiān)控單元監(jiān)測的結(jié)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(shè)備和兩個第二二維圖像采集設(shè)備，所述第二二維圖像采集設(shè)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(shè)備兩側(cè)。

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(dāng)無人機電池的溫度低于預(yù)設(shè)閾值時基于第一二維圖像采集設(shè)備采集視頻信息；

第二方式控制單元，用于當(dāng)無人機電池的溫度高于預(yù)設(shè)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(yù)處理單元，用于對圖像進行預(yù)處理；

通信單元，用于發(fā)送圖像到監(jiān)控端。

進一步地，所述圖像預(yù)處理單元包括：

訓(xùn)練單元，用于訓(xùn)練圖像壓縮系數(shù)；

壓縮單元，用于根據(jù)不同海拔高度的多個方向的圖像數(shù)據(jù)，進行圖像壓縮處理。

進一步地，所述訓(xùn)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(shè)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?qū)?yīng)的海拔信息h1和第二水平方向?qū)?yīng)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(shù)項系數(shù)C并取得逆變換后的相位角ψ；

壓縮系數(shù)確定子單元，對I1(t)和I2(t)計算壓縮系數(shù)：

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：