[发明专利]无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统及其飞行控制方法

权利要求书

1.一种无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统的飞行控制方法，其特征在于：所述无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统包括地面控制站和无人机端，所述地面控制站包括与无人机端无线连接的控制站通信模块(2)和信息处理中心(1)，所述信息处理中心(1)连接到所述控制站通信模块(2)，用于对无人机获得的信息进行处理生成无人机的巡航路径和环绕路径，并向所述控制站通信模块(2)发送操作者的飞行控制信息；

所述无人机端包括，

无线通信模块(3)，设在无人机机体上与所述地面控制站无线连接；

飞控模块(10)，与所述无线通信模块(3)相连，用于发送无人机的飞行状态信息并根据无线通信模块(3)发出的飞行参数控制无人机飞行；

GPS模块(11)，设在所述无人机机体内，与所述飞控模块(10)相连，用于获取无人机位置信息并将其发送到飞控模块(10)；

信息采集模块(6)，包括设在所述无人机机体下面的摄像头(7)和激光测距仪(8)，用于获取无人机与测定点的距离信息和环境图像信息并发送到无线通信模块(3)；

图像识别模块(5)，设在所述无人机机体内与图像处理模块(4)相连，用于识别环境图像信息中的环绕目标及分辨环绕目标的轮廓图形，并将环境图像信息和轮廓图形信息发送到图像处理模块(4)；

图像处理模块(4)，设在所述无人机机体内与无线通信模块(3)相连，用于将同一环绕目标的轮廓图形信息与距离信息相关联生成三维轮廓信息，并将环境图像信息和三维轮廓信息发送到无线通信模块(3)；

所述摄像头(7)连接到图像识别模块(5)，用于获取环境图像信息并发送到所述图像识别模块(5)，所述激光测距仪(8)连接到图像处理模块(4)，用于获取无人机与测定点的距离信息并发送到图像处理模块(4)；

所述飞行控制方法包括如下步骤：

S1、地面控制站向无人机端发出起飞信号和巡航路径信息，巡航路径信息包含环绕目标的位置信息；

S2、所述无人机端起飞并通过飞控模块(10)和GPS模块(11)对自身定位沿巡航路径飞行，直至到达巡航路径的第一个环绕目标后停留在此处；

S3、到达环绕目标后无人机端通过摄像头(7)获取环境图像信息通过图像识别模块(5)识别环绕目标，并通过激光测距仪(8)获取无人机与环绕目标的距离信息；

S4、所述图像识别模块(5)对环境图像信息进行识别，获取环绕目标的轮廓图形信息，激光测距仪(8)则获取无人机与环绕目标的轮廓图形各测定点的距离信息，轮廓图形信息和距离信息发送到图像处理模块(4)；

S5、所述图像处理模块(4)将轮廓图形信息与距离信息相关联生成三维轮廓信息，并将其通过无线通信模块(3)发送到地面控制站；

S6、所述地面控制站根据获得的三维轮廓信息生成环绕路径信息并将其发送到无人机端，所述飞控模块(10)依据获得的环绕路径围绕环绕目标作环绕飞行，所述环绕路径信息还包括在各环绕飞行阶段对应的飞行高度信息；

S7、所述飞控模块(10)完成环绕飞行后控制无人机继续沿巡航路径飞行到达下一个环绕目标；之后重复步骤S3到S6，直至完成所有环绕目标的环绕飞行，沿巡航路径到达巡航终点降落。

2.根据权利要求1所述的一种无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统的飞行控制方法，其特征在于：所述图像处理模块(4)还与所述飞控模块(10)相连，用于在图像识别模块(5)识别出环绕目标但无法获得完整的环绕目标的轮廓图形时，向所述飞控模块(10)发出飞行信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统的飞行控制方法，其特征在于：所述摄像头(7)和所述激光测距仪(8)均通过电控转轴(12)安装在所述无人机机体下面，所述无人机端还包括采集控制模块(13)，所述无线通信模块(3)、所述电控转轴(12)的控制模块和感应器都连接到所述采集控制模块(13)。

4.根据权利要求1或2所述的一种无人机的连续定点环绕拍摄的飞行系统的飞行控制方法，其特征在于：所述信息采集模块(6)还包括高度计(9)，所述高度计(9)连接到所述飞控模块(10)，用于向所述飞控模块(10)提供无人机的高度信息。