[发明专利]一种无人机集体照拍摄方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机集体照拍摄方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

在目前的消费级无人机中，无人机主要用于拍照，包括航拍或者超低空自拍。在现有的可实现超低空自拍的无人机中，都是以个人自拍为主要方向，在集体自拍中应用极少，或者说几乎没有。使用无人机进行集体自拍主要有两大技术难点，一是无人机如何自动筛选出用户期望的拍照人选，二是如何在合适的位置给这群人拍照，从而获取较好的拍照效果。

发明内容

为了解决上述两个技术问题，本发明提出了一种无人机集体照拍摄方法，技术方案如下：

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。

S7无人机飞往目标机位进行拍照。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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

进一步的，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。

进一步的，所述步骤S5建立人脸聚合框具体步骤如下：

为了获取大框，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，显然，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了。

进一步的，所述步骤S6目标机位求解的具体步骤如下：