[發明專利]無人機攝影攝像系統及其位移補償機構

有效

• 申請號: 201710807316.5
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107770437B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 胡鑄鑫;徐芬;周朝貴
• 申請（專利權）人: 溫州大學;溫州醫科大學附屬第一醫院
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;B64D47/08;G06T3/40;G06T7/33;G06T7/90
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 吳沖般

1.無人機攝影攝像系統，包括無人機、安裝于無人機上的攝像終端以及用戶終端，攝像終端包括航拍云臺以及單片機，軸航拍云臺連接于單片機輸出端，單片機輸入端連接有陀螺儀、用于定位當前位置或拍攝地理位置的GPS定位模塊以及數據收發模塊，用戶終端包括輸入單元、數據傳輸單元和顯示單元，數據傳輸單元與數據收發模塊通信連接，其特征在于：攝像終端包括多攝像頭攝像系統，多攝像頭攝像系統包括無人機攝像防抖系統和拍攝照片自動拼接系統，無人機攝影攝像防抖系統包括用于獲取啟動后第一時刻圖像和第二時刻圖像的圖像獲取單元、用于獲取第一時刻至第二時刻這段時 間內無人機抖動方向的抖動獲取單元、 根據圖像獲取單元與抖動獲取單元獲取抖動方向進行計算補償移動量的計算單元以及補償單元，補償單元用于沿著抖動方向的相反方向移動第二時刻的圖像，已實現對所述第一時刻的圖像進行補償，其中，所述第二時刻的圖像的移動距離為補償移動量；

第一時刻的圖像中至少選定第一檢測點，在所述第二時刻的圖像中至少選定第二檢測點，根據所述第一檢測點和所述第二檢測點，計算補償移動量，其中，所述補償移動量是所述第一檢測點和所述第二檢測點的像素差；

拍攝照片自動拼接系統包括

影像預處理，其用于消除攝影攝像在色彩上的差異，對攝像進行色彩平衡處理；

影像數據庫建設，用于對影像預處理處理后的將相鄰攝像之間進行配對，建設立體像對模型；

特征點匹配，根據對影像數據庫建設中設立的立體像對模型進行角點提取，得到不同影像間同名點的相對坐標，以此獲取相鄰攝影攝像的雙線性轉換參數；

以及影像拼接；

攝像防抖系統還包括監測單元，收集所述檢測數據以實時監測所述攝像模組的振動角度，同時刪選出不符合要求的所述檢測數據 ；以及 警報單元，所述警報單元通信地連接于所述監測單元以對應不符合要求的所述檢測數據發出警報，便于用戶終端進行調節；

影像拼接每一對立體像對中都含有相對應的雙線性變換參數;利用公式：x′( h31 X+h32 Y + 1) = h11 X + h12 Y + h13；

y′( h31 X+ h32 Y + 1) = h21 X + h22 Y + h23；

其中x、y是指左影像中點的縱橫坐標；x′、y′指位于右影像中與（x、y）同名的像點坐標；hi,j表示雙線性變換參數；

建立以立體像對中左影像為基準的坐標系，并將右片的幾何坐標歸算到此坐標系下，利用同樣的方式可將一條航帶中的所有影像的平面坐標都歸算到以第一張序列影像為基準的坐標系下。

2.根據權利要求1所述的無人機攝影攝像系統，其特征在于：特征點匹配進行Harris角點提取。

3.根據權利要求2所述的無人機攝影攝像系統，其特征在于：特征點匹配還進行Ransac平差處理，其用于對計算出數據的數學模型參數，得到有效樣本數據。

4.根據權利要求3所述的無人機攝影攝像系統，其特征在于：Ransac平差處理具體操作步驟如下：⑴從匹配點集合中隨機采樣求出矩陣參數所需要的最少匹配點對數，用⑶步中的方法求解出變換矩陣H=,其中h13和h23表示右片相對于左片的平移量；h11，h12，h21，h22表示尺度和旋轉量；h31和h32表示水平和垂直方向的變形量；

⑵對所有匹配點集合中的點根據變換模型H計算誤差;當成立時確定該匹配點對

位內點，算出所有內點并計內點數為m；

⑶用這m對內點重新解求H，通過H及確定新的內點及內點數m′;當m′>m，繼續執行第⑵步；當m′=m，即內點數趨于穩定，則執行第下一步；

⑷經過N次隨機采樣后選取得到內點數最多的那次所取的內點集合為依據,求解出變換關系H。

5.根據權利要求1所述的無人機攝影攝像系統，其特征在于：包括位移補償機構，位移補償機構包括安裝座、沿著X軸方向移動的X軸運動件、用于驅動X軸運動件活動的X軸驅動器、沿著Y軸方向移動的Y軸運動件以及用于驅動Y軸運動件活動的Y軸驅動器，安裝座與X軸運動件之間、X軸運動件與Y軸運動件之間設有兩個霍爾檢測單元，安裝座上設有與霍爾檢測單元相連接的電路板，X軸運動件、Y軸運動件均具有同軸線且用于安裝攝像頭的內環，X軸運動件內環直徑大于Y軸運動件內環直徑，X軸運動件、安裝座上均設有向上凸起的兩對側板，X軸運動件的兩對側板與安裝座的兩對側板相垂直設置，每對側板包括兩個側板，每個側板均開有安裝孔，兩個側板之間安裝有驅動桿，驅動桿通過安裝孔固定于側板上，驅動桿包括絲桿軸，X軸運動件上設有安裝在絲桿軸上的X軸絲桿螺母，X軸運動件絲桿螺母通過與安裝座絲桿軸配合實現在X軸線上來回滑動；Y軸運動件具有Y軸絲桿螺母，Y軸運動件絲桿螺母通過與安裝座絲桿軸配合實現在Y軸線上來回滑動; X軸運動件絲桿螺母上方設有第一磁性塊，第一磁性塊下方至少放置有上述霍爾檢測單元，Y軸運動件絲桿螺母通上方設有第二磁性塊，第二磁性塊下方至少放置有上述霍爾檢測單元。