[发明专利]低成本长期空中成像

说明书

包括有安装在空中平台(例如，球囊)上的相机的成像系统允许用户通过遥控来增加相机电池的寿命。用户可以通过调节相机进行图像捕获的参数来而以感兴趣的时间尺度和期望的功耗捕获图像。当空间平台在感兴趣区域中移动时，用户可以调节用于捕获图像的时间、用于捕获视频的时间、或每个时间段用于捕获一个或多个图像的周期数，以改变用于成像的功耗。该系统还提供成像对准以解决当在感兴趣区域中移动时空中平台的不希望的移动。另外，提供了一种安装装置，其简单且便宜，而且允许相机在相对于地面保持被定位在期望位置。

背景技术

在过去几年中，高分辨率空中成像系统已经被广泛使用。这种用途在研究领域和工业中都有所增加。例如，使用配备相机的无人驾驶飞行器(UAV)记录的视觉图像已经被用于包括灾害评估、农业分析和电影制作在内的各种应用。在这一不断增加的应用的推动下，美国的UAV销量在去年增长了两倍。尽管UAV技术最近取得了进展，但有几个因素严重限制了UAV的能力和采用。UAV消耗大量电力以保持在高空，导致电池寿命非常短(大多数商用UAV大约为几十分钟)。这使得这种UAV不适用于需要长期连续监测的应用，例如农业农场监测、监视和生成空中延时图像。此外，UAV的使用面临监管限制，并且UAV的使用需要高额资金投入。携带UAV的中重型有效载荷价格昂贵，并且通常花费超过一千美元。由于UAV电池具有有限的充电周期并且如果经常使用则需要频繁更换，因此，这一成本因素更加复杂。

发明内容

提供本“发明内容”是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”并非旨在专门标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

本公开的实施例包括用于在成像系统中使用的装置和方法。成像系统可以被配置为包括空中平台，该空中平台被配置为上升到地面上方的特定高度。空中平台可以是诸如球囊或风筝等装置。空中平台可以包括转向装置，当空中平台被悬挂在地面上方时，该转向装置允许地面上的实体沿着期望方向移动空中平台。例如，转向装置可以是系绳，系绳允许地面上的用户/实体控制空中平台的高度和位置。相机设备可以附接到空中平台，并且被定向在特定方向以拍摄地面的图像(包括静止图像或视频)。相机设备还可以包括位置传感器(诸如全球中毒卫星(GPS)设备)和用于与其他设备通信的无线接口。成像系统还可以包括移动设备，该移动设备也具有无线接口并且通过无线接口与相机设备通信。移动设备可以是诸如智能电话或平板设备等设备，并且可以具有用户接口以从用户接收输入以及向用户提供输出，该用户可以是在地面使用转向装置控制空中平台的用户/实体。

在操作中，移动设备可以接收与要由相机设备成像的区域相关的第一数据。第一数据可以由用户在用户接口处输入。第一数据可以包括例如该区域的维度参数和该区域内的重要区域的至少一个指示。移动设备还可以接收包括与相机设备的视场相关的信息的第二数据。第二数据可以包括例如关于空中平台/相机设备的高度的数据、和/或可以由用户或通过某种其他方法输入到移动设备的图像分辨率数据，诸如被预先存储或下载到移动设备。至少基于第一数据和第二数据，移动设备可以确定该区域内的第一路径，并且在用户接口处向用户/实体提供关于第一路径的信息。

然后，当用户/实体根据在用户接口处接收的关于第一路径的信息沿着第一路径移动时，用户/实体可以使用转向装置来随着用户/实体来移动空中平台。当用户/实体沿着第一路径移动时，移动设备从相机设备的位置传感器接收第三数据。第三数据可以包括在相机设备捕获感兴趣区域的每个图像或视频帧时确定的位置数据。然后，在用户/实体沿着第一路径移动期间和/或之后并且至少基于第三数据，移动设备可以确定该区域内的第二路径并且向用户/实体提供关于第二路径的信息。可以确定第二路径以考虑该区域中在第一路径的遍历中保持未成像的至少一个未成像区域。然后，用户/实体可以使用转向装置根据在用户接口处接收的关于第二路径的信息，沿着第二路径的遍历移动空中平台并且捕获该区域的附加图像。当用户沿着具有空中平台的第一路径移动时，可以实时地构造和/或调节第一路径。