高倍變焦無人機(jī)空中高清多維實(shí)時(shí)偵查傳輸方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無人機(jī)偵查領(lǐng)域，具體涉及一種高倍變焦無人機(jī)空中高清多維實(shí)時(shí)偵查傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無人飛行器，尤其是四軸飛行器隨著科技的發(fā)展得到了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展和應(yīng)用，而無人飛行器的一個(gè)廣泛應(yīng)用領(lǐng)域就是航拍偵查。這種航拍偵查在專業(yè)環(huán)境下，專業(yè)環(huán)境下，取景時(shí)間長，拍攝要求高，操作者專業(yè)，所以一般采用的都是反復(fù)多次拍攝，然后后期剪輯拼接，得到用戶所能享受的最佳呈現(xiàn)效果的偵查拍攝方式。也因此，在專業(yè)環(huán)境下，拍攝效果的提升為本領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)注，比如:防抖、穩(wěn)定等。
[0003]現(xiàn)有的偵查視頻圖像的回傳，大多數(shù)是基于模擬視頻信號(hào)，圖像不清晰，還需要一個(gè)稱為1SD的設(shè)備，這個(gè)設(shè)備實(shí)際上就將高清攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)與飛行參數(shù)進(jìn)行疊加回傳地面，因此雖然飛機(jī)上存儲(chǔ)的是高清圖像，但回傳到地面的圖像是疊加了飛行狀態(tài)參數(shù)的模擬圖像，而人們往往需要實(shí)時(shí)看到飛機(jī)上拍攝的高清數(shù)字圖像。
[0004]無人機(jī)系統(tǒng)包括了無人機(jī)機(jī)體平臺(tái)、任務(wù)載荷及數(shù)據(jù)無線傳輸三個(gè)部分。無人機(jī)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于無線傳輸鏈路手段。目前的無線傳輸技術(shù)主要有包括以下技術(shù):3G 網(wǎng)絡(luò)(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD_LTE 和 FDD-LTE)網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)(WIFI)、衛(wèi)星、微波等。
[0005]衛(wèi)星和微波技術(shù)是無線視頻傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)手段，且衛(wèi)星通信技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)范圍廣、功能強(qiáng)大、使用靈活，不受地理環(huán)境和其它外部環(huán)境的影響，尤其是不受外界電磁環(huán)境的影響。但這兩種技術(shù)成本居高不下，其昂貴的初始建造費(fèi)用和通訊費(fèi)用常使人望而卻步，無法大面積推廣。
[0006]WIMAX/WIFI等技術(shù)構(gòu)建無線城域網(wǎng)來進(jìn)行大范圍覆蓋的視頻應(yīng)用，需要建設(shè)方建設(shè)大量基站，一方面基站建設(shè)成本巨大，非一般用戶能夠承受；另一方面即使某一單位建成了無線城域網(wǎng)，由于其初始建設(shè)費(fèi)用巨大而不愿與其他用戶進(jìn)行共享，從而對(duì)社會(huì)資源造成了較大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種高倍變焦無人機(jī)空中高清多維實(shí)時(shí)偵查傳輸方法，該方法支持視覺導(dǎo)航、圖像識(shí)別與避障，能夠在不受傳送延遲影響的情況下適當(dāng)?shù)馗淖儏?shù)，由此提高圖像識(shí)別率，將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)模式與傳統(tǒng)通信模式融合在一起，可解決大容量圖像數(shù)據(jù)的高速交換，并具有較高的安全性。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高倍變焦無人機(jī)空中高清多維實(shí)時(shí)偵查傳輸方法。該方法具體包括如下步驟:
[0009]S1.監(jiān)控計(jì)算機(jī)啟動(dòng)監(jiān)控程序，所述衛(wèi)星導(dǎo)航單元啟動(dòng)GPS導(dǎo)航程序；
[0010]S2.高清高倍變焦運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)按照監(jiān)控程序的軌跡采集視頻圖像，機(jī)端圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行處理；
[0011]S3.視頻圖像無線發(fā)射模塊，和視頻圖像接收模塊，配合完成圖像信號(hào)的無線發(fā)送和接收；
[0012]S4.中心站點(diǎn)圖像處理模塊對(duì)接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，并在顯示終端上顯示。
[0013]優(yōu)選的，在步驟SI中，還包括如下導(dǎo)航定位步驟:
[0014]監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航單元傳遞來的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷:
[0015]若定位數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi):則監(jiān)控計(jì)算機(jī)將接收到的定位數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器中；
[0016]所述在正常范圍的定位數(shù)據(jù)是指:將定位數(shù)據(jù)中相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)度值、瑋度值、高度值兩兩進(jìn)行比較，若相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)度的差值不超過0.0002度，且相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的瑋度的差值不超過0.00018度，且相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的高度的差值不超過20米，判定定位數(shù)據(jù)為正常范圍；
[0017]若定位數(shù)據(jù)發(fā)生異常:則監(jiān)控計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的定位數(shù)據(jù)調(diào)出，按照歷史軌跡返回到出發(fā)位置；
[0018]所述定位數(shù)據(jù)發(fā)生異常是指:將定位數(shù)據(jù)中相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)度值、瑋度值、高度值兩兩進(jìn)行比較，若經(jīng)度的差值超過0.0002度，或瑋度的差值超過0.00018度，或高度的差值超過20米，則判定定位數(shù)據(jù)發(fā)生異常。
[0019]優(yōu)選的，所述定位數(shù)據(jù)為無人機(jī)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的經(jīng)度信息X、瑋度信息y、高度信息z的集合，記為{xt yt zt};其中，
[0020](xl yl zl)為無人機(jī)在第I個(gè)時(shí)間點(diǎn)的經(jīng)度、瑋度、高度信息；
[0021](x2 y2 z2)為無人機(jī)在第2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的經(jīng)度、瑋度、高度信息；
[0022]以此類推，(xt-1 yt-1 zt-1)為無人機(jī)在第t_l個(gè)時(shí)間點(diǎn)的的經(jīng)度、瑋度、高度信息；(xt yt zt)為無人機(jī)在第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)的經(jīng)度、瑋度、高度信息；
[0023]相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的間隔取0.5至5.0秒；每個(gè)歷史定位數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)11的存儲(chǔ)器中；
[0024]將第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)與第t-Ι個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行比較:
[0025]若xt-xt-l < 0.0002，且 yt-yt-l < 0.00018，且 zt-zt-l < 20 米，
[0026]即經(jīng)度的差值不超過0.0002度，且瑋度的差值不超過0.00018度，高度的差值不超過20米時(shí)，判定第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)屬于正常范圍，并將該第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)存入監(jiān)控計(jì)算機(jī)11的存儲(chǔ)器；
[0027]若xt-xt-l ^ 0.0002，或 yt-yt-l ^ 0.00018，或 zt-zt-l ^ 20 米；即經(jīng)度的差值、瑋度的差值、高度的差值中的任一個(gè)超出正常范圍，均判定第t個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)發(fā)生了異常，也即認(rèn)為無人機(jī)的飛行發(fā)生了異常；
[0028]由監(jiān)控計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)器中的第t-Ι個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)、第t-2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)、……第2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)、第I個(gè)時(shí)間點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)逐次讀取，并控制無人飛行器按照原來的軌跡返回的出發(fā)地。
[0029]優(yōu)選的，在步驟SI中，監(jiān)控程序包括應(yīng)用級(jí)程序、實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度程序和外部中斷處理程序、硬件初始化程序、硬件驅(qū)動(dòng)程序、CAN通信協(xié)議程序、LAN(TCP/IP)通信協(xié)議程序，所述應(yīng)用級(jí)程序與實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度程序和外部中斷處理程序連接，所述實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度程序和外部中斷處理程序與硬件初始化程序連接，所述硬件初始化程序與硬件驅(qū)動(dòng)程序連接。
[0030]優(yōu)選的，所述應(yīng)用級(jí)程序包括應(yīng)用層接口程序、電源管理與電量監(jiān)測(cè)程序、飛行指示燈控制程序、安全控制程序、視覺控制程序、航跡控制程序、增穩(wěn)控制程序、遙控器解碼程序、通信處理程序。
[0031]優(yōu)選的，在步驟S2中，可采用如下步驟中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)視頻圖像進(jìn)行處理:
[0032]S21:數(shù)據(jù)接收單元接收包括圖像編碼數(shù)據(jù)和參數(shù)的圖像編碼流。
[0033]數(shù)據(jù)接收單元接收包括圖像編碼數(shù)據(jù)和參數(shù)的圖像編碼流。參數(shù)改變單元能夠改變數(shù)據(jù)接收單元接收的參數(shù)。解碼單元通過對(duì)包括數(shù)據(jù)接收單元接收的圖像編碼數(shù)據(jù)和參數(shù)改變單元改變的參數(shù)的圖像編碼流進(jìn)行解碼，生成圖像解碼數(shù)據(jù)。圖像識(shí)別單元對(duì)圖像解碼數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像識(shí)別。
[0034]因而，能夠在不受傳送延遲影響的情況下以適當(dāng)方式快速地改變參數(shù)，由此提高圖像識(shí)別率。這是因?yàn)閳D像編碼流中包含的參數(shù)是通過圖像傳送裝置中的編碼器傳送的，于是這能夠被適當(dāng)?shù)馗淖優(yōu)檫m于圖像接收裝置中的圖像識(shí)別的參數(shù)。
[0035]S22:基于指示圖像識(shí)別準(zhǔn)確度的指標(biāo)改變參數(shù)。
[0036]圖像識(shí)別單元在圖像識(shí)別過程中計(jì)算指示圖像識(shí)別準(zhǔn)確度的指標(biāo)。參數(shù)改變單元基于在圖像識(shí)別過程中計(jì)算出的指示圖像識(shí)別準(zhǔn)確度的指標(biāo)改變由數(shù)據(jù)接收單元接收的參數(shù)。
[0037]這能夠針對(duì)圖像識(shí)別更加適當(dāng)?shù)馗淖儏?shù)。
[0038]S23:基于圖像接收裝置的環(huán)境信息改變參數(shù)。
[0039]參數(shù)改變單元基于圖像接收裝置的環(huán)境信息改變由數(shù)據(jù)接收單元接收的參數(shù)。
[0040]S24:根據(jù)運(yùn)行情況改變參數(shù)。
[0041 ] 參數(shù)改變單元根據(jù)無人機(jī)的運(yùn)行情況改變數(shù)據(jù)接收單元接收的參數(shù)。
[0042]S25:改變解塊濾波器的參數(shù)
[0043]解碼單元包括解塊濾波器。參數(shù)改變單元改變作為由數(shù)據(jù)接收單元接收的參數(shù)的、指示是否針對(duì)圖像編碼數(shù)據(jù)利用解塊濾波器的參數(shù)和解塊濾波器的濾波器系數(shù)中的至少一個(gè)。
[0044]因而，在圖像識(shí)別率