[发明专利]一种无人机集体照拍摄方法

权利要求书

1.一种无人机拍摄集体照的方法，所述方法包括如下步骤：

用户通过控制终端操控无人机飞至预备位置，启动无人机集体照拍照指令；无人根据获取的拍照指令，执行如下操作：

S1通过人脸检测分别框出画面中所有人脸；

S2通过人脸识别，锁定画面中的目标人脸；

S3建立坐标系，求解画面中所有人脸的位置(x，y，z)；

S4遍历画面中所有人脸，筛选出期望人脸；

S5根据筛选出的期望人脸，确定关键人脸框；

S6根据关键人脸框和目标构图中人脸聚合框的位置，求解无人机目标目标机位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无人机位于所述预备位置时，所有参与集体照拍摄的人脸应全部显示在摄像头所拍摄画面中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3坐标系建立方法为以无人机的相机传感器中心位置为原点，以光轴向前延伸的方向为z轴正方向，以图像宽度维为x轴，向右为x轴正方向，以图像高度维为y轴，向下为正方向，建立坐标系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3人脸位置的估算公式如下：

z＝(H_f/h)*(H*F/H_c)

y＝(H_f/h)*(y+h/2.0-H/2.0)

x＝(W_f/w)*(x+w/2.0-W/2.0)

其中，

h，w为人脸矩形框尺寸；

H_f，W_f为人脸通用物理尺寸；

H，W为图像分辨率；

H_c为CDD的高；

F为相机焦距。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4筛选出期望人脸，具体为：

以目标人脸为第一元素人脸，加入已筛选集合，其余人脸为待筛选的人脸集合；

求解待筛选集合中的每个人脸到第一元素人脸的距离，若最小的距离小于设定人脸距离阈值，则判定该人脸为期望的人脸，并将其加入已筛选的人脸集合中，从待筛选的人脸集合中剔除该人脸，即更新已筛选的人脸集合和待筛选的人脸集合；

遍历完成后，如果待筛选集合为空，则停止筛选，系统进行下一步，如果待筛选集合非空，则按照加入顺序，以第二元素人脸为基准，求解待筛选集合中每个人脸到第二元素人脸的位置，将符合要求的人脸加入已筛选集合，从待筛选集合中删除；

本过程一直循环至待筛选集合为空，或者遍历完成已筛选集合中所有的人脸，没有新的人脸加入已筛选集合，循环停止，系统进行下一步。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5关键人脸框的确认步骤如下：

为了建立人脸聚合框，需要从该有效的人脸框中求解出大框的边界和尺寸，使得该大框刚好完全包含这些有效的人脸框。假定该大框由其中四个关键的人脸框来决定，依次决定大框的位置x的最大值，x的最小值，y的最大值，y的最小值，四个框中可能有重复相同的框，最少两个关键人脸框可以决定大框的位置和尺寸(对角线位置两个框可以决定矩形大框)，最多四个框可以决定大框的位置和尺寸(四个框位于矩形大框的四个顶点位置)。通过比较所有有效人脸框x和y值，则x值最大的即为第一个关键框，x值最小的为第二个关键框，y值最大的为第三个关键框，y值最小的为第四个关键框，如此可确定四个关键人脸框，由这四个关键框就可以确定包含所有有效人脸框的大框位置和尺寸。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S6目标机位求解的具体步骤如下：

(1)将无人机的空间运动矢量分解为多个单一方向运动矢量；

(2)求解单一运动矢量与人脸框初始位置&尺寸和人脸框最终位置&尺寸的关系方程组；

(3)根据步骤2求得的多个方程组，推导空间运动矢量与人脸框初始位置&尺寸和人脸框最终位置&尺寸的关系方程组一；

(4)求解人脸聚合框位置&尺寸与四个关键人脸框位置&尺寸的关系方程组二；

(5)将已知的目标人脸聚合框位置&尺寸和四个关键人脸框初始位置&尺寸代入方程组一和方程组二，求解无人机空间运动矢量。