[发明专利]一种无人机机载数码相机控制系统和控制方法

说明书

本发明涉及一种无人机机载数码相机控制系统及其控制方法，包括相机控制单元、机载收发单元、GPS接收机和数码相机。所述系统可以搭载不同相机厂家、不同型号的数码相机以满足不同航拍需求；所述系统包括GPS接收机，用于采集拍摄瞬间GPS信息，便于照片后期剪裁、拼接和分析；所述系统供电自成体系，相机不需要电池，不存在低温下电池工作不可靠、长时间工作相机电池电量不足的问题；所述系统可以根据需要实时提取相片，可以满足无人机在高风险、恶劣环境下拍摄需求；所述系统对数码相机控制除传统的快门控制外，还包括光圈、焦距、镜头控制；此外，所述系统还可以对相机状态参数进行实时监测。

技术领域

本发明属于无人机应用领域，涉及一种数码相机快门、光圈、焦距、ISO等控制，照片实时读取，相机状态在线获取，拍摄瞬间经纬度、海拔等信息添加的无人机机载相机控制系统和控制方法。

背景技术

无人机航拍可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、以及广告摄影等领域。

目前，市面上数码相机有几十个品牌，而每个品牌又细分不同系列。依据不同航拍需求，需要搭载不同类型的数码相机进行拍摄。现有无人机机载数码相机控制大多通过控制快门线进行拍照，不具备焦距、光圈、ISO控制，也缺少相片在线提取、相机状态(如存储空间、场景模式、感光度、电池电量、相机时间等)监测等复杂功能，也不能满足航拍无人机将照片拍摄瞬间的经纬度、海拔等数据写入照片文件的要求。

在专利申请公布号“CN107395949A”，题为“无人机航拍变焦控制系统”，提供了一种无人机航拍变焦控制系统，专利中的相机控制板采用光耦开关控制相机焦距调节，不具备复杂的照片实时提取、相机状态读取、光圈控制等高级功能；专利提出的利用光耦开关控制方式，明显技术落后；该专利所描述的控制数码相机变焦可达30倍变焦以上，不灵活，不能满足航拍对数码相机的宽范围选择。

在专利申请号“201621036834.9”，题为“一种无人机机载智能数码相机控制器”，提供的相机控制器没有外接GPS接收机，因而缺少相片拍摄瞬间的GPS数据采集。它提供的方案也不包括系统电源模块，因而不能为机载数码相机、GPS接收机供电，这会降低它的实际应用范围，特别是低温环境和长时间执行任务。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机机载数码相机控制系统，以解决上述技术背景中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种无人机机载数码相机控制系统，其特征在于，包括相机控制单元、机载收发单元、GPS接收机和数码相机；所述相机控制单元包括嵌入式ARM CPU、USB接口模块、串口接口模块、以太网接口模块、Nand Flash存储器模块和系统电源模块；以太网接口模块接收来自地面终端控制台发送来的控制指令，并传至嵌入式ARM CPU，嵌入式ARM CPU对控制指令进行解码后，通过USB接口模块传入数码相机，数码相机执行该控制指令；

机载收发单元接收来自地面终端控制台的调整数码相机焦距大小、光圈大小、镜头远近控制指令信号后，通过以太网接口传给嵌入式ARM CPU，嵌入式ARM CPU对控制指令信号进行解码后，经USB接口模块传给数码相机，数码相机执行调整的控制指令；

机载收发单元接收来自地面终端控制台发送来的拍照指令，通过以太网接口模块发送给嵌入式ARM CPU，嵌入式ARM CPU通过USB接口模块将拍照指令发送给数码相机，同时GPS接收机将拍摄瞬间的无人机经纬度、海拔高度数据信息，经串口接口模块传至NandFlash存储器模块中进行存储；