[发明专利]一种无人机航拍规划仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机航拍规划技术领域，具体是一种无人机航拍规划仿真系统。

背景技术

无人机的航拍规划包括无人机航路规划和机载相机云台运动规划。当前无人机航 拍的应用方面越来越多，如电影拍摄、地质勘测、灾害监测等。受限于无人机续航时间、飞行 环境等因素，事先需要进行合理的无人机的航拍规划，以期能够拍摄到所需的景象，传统的 无人机航拍规划系统都是在二维平面上通过设定航点，进行无人机航线规划，但对于实际 航拍规划需要，现有技术存在以下不足：

1、缺少对机载相机云台姿态的规划：应用于实际航拍场景的无人机大多载有可调整姿 态的相机云台，调整云台姿态来控制相机镜头朝向变化是航拍规划过程中一个重要的内 容，现有的技术缺少对于云台姿态的规划，使得规划内容不够完善，需要多次航拍实飞进行 调整，加大了工作量和航拍成本；

2、缺少仿真参照：实际航拍效果取决于机载相机所拍摄到的内容，传统技术在规划过 程无法直观感受到根据设定路线和相应云台姿态所能拍摄到的效果，很容易导致在实飞过 程中才发现航拍效果不理想的情况，不免会进行多次重复工作；

3、缺少航拍记录重演编辑：传统航拍规划技术无法根据航拍规划文件进行航拍效果模 拟重演，并且无法对于已有的航拍规划文件进行对应航点的云台姿态调整修改，只能在多 次实飞航拍过程中进行调整修改；

4、缺少相机云台自动控制：无人机相机云台的姿态控制直接关系到航拍画面的流畅程 度，传统技术无法自动控制机载相机云台，仅能在实飞过程中由云台手配合飞手进行手动 调整，增加了无人机航拍的难度。

发明内容为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种航拍规划仿真系统， 所解决的技术问题是：能够在三维仿真实景中实现对于机载相机云台的姿态规划，在航拍 仿真规划过程中实时显示当前机载相机在三维仿真场景中的拍摄景象，同时记录规划过 程，保存为相应的航拍规划文件，可以读取航拍规划文件进行航拍规划重演及调整，能够在 实际航拍中根据规划文件自动控制机载相机云台的姿态。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种无人机航拍规划仿真系统，其特征在于：包括机载相机云台仿真控制模块、航拍轨 迹操作模块、机载相机云台自动操控模块，其中：

所述机载相机云台仿真控制模块根据用户操作，设定三维航拍规划的仿真场景中无人 机机载相机参数，控制仿真系统中无人机相机云台的姿态，并将相关信息交由场景显示平 台显示当前相机拍摄景象；

所述航拍轨迹操作模块记录航拍规划过程中，关键航点的相机云台姿态及变化，保存 为航拍规划文件，并提供对于航拍规划文件的读取重演和编辑修改功能；

所述机载相机云台自动操控模块在无人机实飞过程中根据相应的航拍规划文件，并对 比接收到的当前无人机所在地理位置及姿态信息，自动控制相机云台进行相应的姿态调 整，以满足规划时预期的拍摄要求。

所述的一种无人机航拍规划仿真系统，其特征在于：所述机载相机云台仿真控制 模块在三维航拍规划的仿真环境中，加入对于机载相机参数及相机云台姿态的控制，机载 相机参数包括焦距、光圈大小和画面比例，相机云台姿态包括水平姿态、俯仰姿态和侧倾姿 态。

所述的一种无人机航拍规划仿真系统，其特征在于：航拍轨迹操作模块中，航拍规 划文件内容为完整航线上各关键航点的地理位置信息，包括经纬度、海拔，以及该航点处相 机云台姿态信息，包括水平姿态、俯仰姿态、侧倾姿态，其中关键航点的地理位置信息依照 航线规划次序顺序存储。

所述的一种无人机航拍规划仿真系统，其特征在于：航拍轨迹操作模块中，对于航 拍规划文件的编辑修改包括增加、删除和调整其中记录的关键航点相关信息。

所述的一种无人机航拍规划仿真系统，其特征在于：机载相机云台自动操控模块 中，当无人机当前位置处于规划航线中非关键航点上时，通过插值方式计算当前机载相机 云台姿态，并控制相机云台进行姿态调整。