一種多無人機協(xié)同跟蹤的拍攝系統(tǒng)及拍攝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人機拍攝系統(tǒng)，尤其涉及一種利用多臺無人機系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)的拍攝系統(tǒng)及拍攝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著航拍無人機技術(shù)的日漸發(fā)展，航拍無人機越來越多的應(yīng)用在人們的日常生活中，但是現(xiàn)在的航拍無人機集群航拍研究還是一個空白領(lǐng)域。目前的無人機拍攝的研究僅限于大面積場景監(jiān)控等情況，如果需要獲得全部的監(jiān)控場景的情況，需要匯集每個無人機的狀態(tài)信息，對多無人機進(jìn)行協(xié)同控制并分配不同的任務(wù)給不同狀態(tài)的無人機，然后由所述不同的無人機分別進(jìn)行監(jiān)控拍攝。目前無人機跟蹤拍攝只能夠?qū)崿F(xiàn)將拍攝目標(biāo)始終置于拍攝范圍內(nèi)的情況下獲得連續(xù)的圖像；但是得到的圖像是平面的，并不能將拍攝目標(biāo)所在的3D環(huán)境記錄下來。
[0003]另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用一個無人機獲取的2D圖像進(jìn)行3D轉(zhuǎn)換，其景深信息很難估計準(zhǔn)確，需要大量人工干預(yù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種多無人機協(xié)同跟蹤拍攝系統(tǒng)，包括:至少兩臺無人機以及地面終端；所述地面終端能夠?qū)⑹孪仍O(shè)置的無人機與目標(biāo)的相對位置信息并發(fā)送給至少一臺無人機，同時能夠接收各無人機所拍攝的2D圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成3D圖像；所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機能夠接收所述地面終端發(fā)射的所述相對位置信息，并根據(jù)所述相對位置信息協(xié)同跟蹤所述目標(biāo)，并對所述目標(biāo)進(jìn)行拍攝以獲取所述目標(biāo)的2D圖像信息。
[0005]優(yōu)選地，在對目標(biāo)進(jìn)行拍攝時，所述至少兩臺無人機位于同一高度，沿以目標(biāo)在所述至少兩臺無人機所處的水平面上的投影為圓心的圓上均勻排列。
[0006]優(yōu)選地，所述地面終端還能夠?qū)⑹孪仍O(shè)置的所述至少兩臺無人機之間的位置信息發(fā)送給至少一臺無人機，所述至少兩臺無人機根據(jù)所述位置信息保持所述至少兩臺無人機之間的位置關(guān)系。
[0007]優(yōu)選地，所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機能夠向所述目標(biāo)發(fā)射詢問信號，并接收來自所述目標(biāo)的第一響應(yīng)信號；所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機能夠記錄其發(fā)射所述詢問信號的第一時間和收到所述第一響應(yīng)信號的第二時間以及所述目標(biāo)接收到所述詢問信號的第三時間和所述目標(biāo)發(fā)出所述第一響應(yīng)信號的第四時間；其中，所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機通過將所述第二時間和所述第一時間的差值減去所述第四時間和所述第三時間的差值獲取信號傳輸時間，基于所述信號傳輸時間獲取所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機與所述目標(biāo)之間的距離，并基于所獲取的所述距離來確定所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機的本機位置信息。
[0008]優(yōu)選地，所述地面終端包括圖像處理單元、控制單元和輸入輸出單元；所述輸入輸出單元用于向所述至少兩臺無人機發(fā)送所述相對位置信息并能夠接收所述至少兩臺無人機拍攝的所述目標(biāo)的所述2D圖像；所述控制單元控制所述相對位置信息的發(fā)送以及所述圖像處理單元對圖像的處理；所述圖像處理單元將從所述至少兩臺無人機所接收到的所述2D圖像轉(zhuǎn)換成所述3D圖像。
[0009]優(yōu)選地，所述無人機包括目標(biāo)拍攝模塊、無線收發(fā)模塊、中央處理模塊；所述無線收發(fā)模塊用于接收所述相對位置信息和發(fā)射拍攝的所述目標(biāo)的所述2D圖像；所述目標(biāo)拍攝模塊根據(jù)所述相對位置信息調(diào)整自身的位置，對所述目標(biāo)進(jìn)行拍攝獲取所述目標(biāo)的所述2D圖像；所述中央處理模塊控制所述目標(biāo)跟蹤拍攝模塊和所述無線收發(fā)模塊的工作。
[0010]優(yōu)選地，所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機根據(jù)所述相對位置信息和所述距離來調(diào)整自身位置，并基于調(diào)整后的自身位置獲取所述本機位置信息。
[0011]優(yōu)選地，所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機將其所獲取的所述本機位置信息發(fā)送給其他無人機，所述其他無人機基于所述位置信息和所述本機位置信息來調(diào)整其自身位置。
[0012]本發(fā)明還提供一種多無人機協(xié)同跟蹤拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述拍攝系統(tǒng)具有地面終端；所述地面終端能夠?qū)⑹孪仍O(shè)置的無人機與目標(biāo)的相對位置信息發(fā)送給至少一臺無人機，同時能夠接收各無人機所拍攝的2D圖像信息并將其轉(zhuǎn)換成3D圖像。
[0013]優(yōu)選地，所述地面終端還能夠?qū)⑹孪仍O(shè)置的多臺無人機之間的位置信息發(fā)送給所述至少一臺無人機，所述多臺無人機根據(jù)所述位置信息保持所述多臺無人機之間的位置關(guān)系Ο
[0014]優(yōu)選地，所述地面終端包括圖像處理單元、控制單元和輸入輸出單元；所述輸入輸出單元用于向至少一臺無人機發(fā)送所述相對位置信息并能夠接收多臺無人機拍攝的所述目標(biāo)的所述2D圖像；所述控制單元控制所述相對位置信息的發(fā)送以及所述圖像處理單元對圖像的處理；所述圖像處理單元將從所述多臺無人機所接收到的所述2D圖像轉(zhuǎn)換成所述3D圖像。
[0015]本發(fā)明還提供一種多無人機協(xié)同跟蹤拍攝系統(tǒng)，其特征在于，所述拍攝系統(tǒng)具有多臺無人機；所述多臺無人機中的至少一臺無人機能夠接收地面終端發(fā)射的無人機與目標(biāo)的相對位置信息，并根據(jù)所述相對位置信息能與其他無人機協(xié)同跟蹤所述目標(biāo)，并對所述目標(biāo)進(jìn)行拍攝以獲取所述目標(biāo)的2D圖像信息。
[0016]優(yōu)選地，所述多臺無人機中的至少一臺無人機能夠接收所述地面終端發(fā)射的所述多臺無人機之間的位置信息，所述多臺無人機根據(jù)所述位置信息保持所述多臺無人機之間的位置關(guān)系。
[0017]優(yōu)選地，所述多臺無人機中的至少一臺無人機能夠向所述目標(biāo)發(fā)射詢問信號，并接收來自所述目標(biāo)的第一響應(yīng)信號；所述多臺無人機中的至少一臺無人機能夠記錄其發(fā)射所述詢問信號的第一時間和收到所述第一響應(yīng)信號的第二時間以及所述目標(biāo)接收到所述詢問信號的第三時間和所述目標(biāo)發(fā)出所述第一響應(yīng)信號的第四時間；其中，所述多臺無人機中的至少一臺無人機通過將所述第二時間和所述第一時間的差值減去所述第四時間和所述第三時間的差值獲取信號傳輸時間，基于所述信號傳輸時間獲取所述多臺無人機中的至少一臺無人機與所述目標(biāo)之間的距離，并基于所獲取的所述距離來確定所述多臺無人機中的至少一臺無人機的本機位置信息。
[0018]優(yōu)選地，所述多臺無人機中的至少一臺無人機根據(jù)所述相對位置信息和所述距離來調(diào)整自身位置，并基于調(diào)整后的自身位置獲取所述本機位置信息。
[0019]優(yōu)選地，所述多臺無人機中的至少一臺無人機將其所獲取的所述本機位置信息發(fā)送給其他無人機，所述其他無人機基于所述位置信息和所述本機位置信息來調(diào)整其自身位置。
[0020]本發(fā)明還提供一種多無人機協(xié)同跟蹤拍攝方法，包括:地面控制步驟，地面終端控制設(shè)置無人機與目標(biāo)的相對位置信息；無人機協(xié)同拍攝步驟，使用至少兩臺無人機接收地面控制步驟中地面終端設(shè)置的無人機與目標(biāo)的相對位置信息，并根據(jù)所述相對位置信息協(xié)同跟蹤目標(biāo)，對所述目標(biāo)進(jìn)行拍攝獲取所述目標(biāo)的2D圖像信息；圖像處理步驟，所述地面終端接收無人機拍攝的所述2D圖像信息，并將其轉(zhuǎn)換為3D圖像。
[0021]優(yōu)選地，在無人機協(xié)同拍攝步驟中，所述至少兩臺無人機位于同一高度，沿以所述目標(biāo)在所述至少兩臺無人機所處的水平面上的投影為圓心的圓上均勻排列。
[0022]優(yōu)選地，在所述地面控制步驟中，還將事先設(shè)置的所述至少兩臺無人機之間的位置信息發(fā)送給至少一臺無人機，所述至少兩臺無人機根據(jù)所述位置信息保持所述至少兩臺無人機之間的位置關(guān)系。
[0023]優(yōu)選地，還包括距離獲取步驟:所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機能夠向所述目標(biāo)發(fā)射詢問信號，并接收來自所述目標(biāo)的第一響應(yīng)信號；所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機能夠記錄其發(fā)射所述詢問信號的第一時間和收到所述第一響應(yīng)信號的第二時間以及所述目標(biāo)接收到所述詢問信號的第三時間和所述目標(biāo)發(fā)出所述第一響應(yīng)信號的第四時間；其中，所述至少兩臺無人機中的至少一臺無人機通過將所述第二時間和所述第一時間的差值