[發(fā)明專利]一種抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法

在審

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• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114637307A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡健波;彭士濤;齊兆宇;鄧孟濤;艾佳
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 陳光磊

1.一種抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于太陽位置和船舶煙囪，設(shè)定無人機(jī)伴隨船舶飛行的相對位置；

根據(jù)船舶的定位數(shù)據(jù)，設(shè)置無人機(jī)的飛行初始速度和飛行朝向；

鎖定所述船舶煙囪在無人機(jī)畫面中的初始位置，設(shè)置跟蹤框；

識(shí)別所述跟蹤框的中心位置坐標(biāo)和面積；

基于所述中心位置坐標(biāo)和面積，分別識(shí)別所述中心位置的偏移和跟蹤框縮放倍率；

根據(jù)所述中心位置的偏移和所述跟蹤框縮放倍率，持續(xù)調(diào)整控制無人機(jī)的伴飛速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，基于太陽位置和船舶煙囪方位，設(shè)定無人機(jī)伴隨船舶飛行的相對位置包括設(shè)置無人機(jī)方位、無人機(jī)高度和無人機(jī)與所述船舶煙囪的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，基于無人機(jī)方位包括：

判斷太陽位置，當(dāng)太陽位于無人機(jī)朝向船舶煙囪方位的后方時(shí)，所述無人機(jī)設(shè)定在非逆光位置；當(dāng)所述太陽位于船舶航行前方時(shí)，所述無人機(jī)設(shè)定在所述非逆光位置，且所述無人機(jī)與所述船舶航向的夾角大于第一角度閾值；當(dāng)所述無人機(jī)朝向所述船舶煙囪時(shí)，所述無人機(jī)與船舶煙羽的夾角大于第二角度閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，判斷所述無人機(jī)伴隨船舶飛行的相對位置是否適宜的方法為：計(jì)算無人機(jī)緯度與船舶緯度的緯度差，計(jì)算無人機(jī)經(jīng)度與船舶經(jīng)度的經(jīng)度差，判斷所述緯度差與經(jīng)度差的比值是否位于預(yù)置的方位集合內(nèi)，是，則所述無人機(jī)伴隨船舶飛行的相對位置適宜，不是，則所述無人機(jī)伴隨船舶飛行的相對位置不適宜。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，所述方位集合為(A_s±90°范圍內(nèi))∩(A_v±30°范圍外)∩(A_e±30°范圍外)，其中，A_s為太陽方位角，為A_s船舶航向角，A_e為船舶煙羽水平方位角。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，設(shè)置無人機(jī)高度包括：

設(shè)置所述無人機(jī)的高度低于船舶煙囪口的高度，且所述無人機(jī)與所述船舶煙囪口的仰角小于第三角度閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，設(shè)置無人機(jī)與所述船舶煙囪的距離包括：

設(shè)置所述無人機(jī)距離所述船舶煙囪的水平距離不低于第一距離閾值，且設(shè)置所述船舶煙囪口在畫面中的占據(jù)比例在設(shè)置閾值范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，設(shè)置所述跟蹤框包括：在無人機(jī)畫面中，框選一個(gè)涵蓋所述船舶煙囪口的矩形范圍作為跟蹤框。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抓拍船舶黑煙的無人機(jī)飛行控制方法，其特征在于，根據(jù)所述中心位置的偏移和所述跟蹤框縮放倍率，持續(xù)調(diào)整控制無人機(jī)的伴飛速度包括：

基于所述縮放倍率，設(shè)定第一閾值，超過所述第一閾值則調(diào)整所述無人機(jī)的飛行速度，否則不調(diào)整；

基于所述偏移，設(shè)定第二閾值，超過所述第二閾值則調(diào)整所述無人機(jī)的飛行方向角度，否則不調(diào)整；

在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)，所述無人機(jī)的飛行速度和方向均未調(diào)整，則確認(rèn)所述無人機(jī)的飛行速度和方向調(diào)整至穩(wěn)定，啟動(dòng)視頻錄制；在視頻錄制期間，根據(jù)所述縮放倍率和所述偏移，持續(xù)調(diào)整無人機(jī)的飛行速度，直至視頻錄制結(jié)束。