一种用于抓捕目标的方法和抓捕器与流程

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种用于抓捕目标的方法和抓捕器。

背景技术：

近几十年来，随着科学技术的不断发展，新材料的大量使用，飞行器已是高新科技的代表作，飞行器已经逐步在运输、农业、警用、灭火等领域应用，由于其在空中飞行，不再局限于传统的陆路交通环境的限制，因此，更受人们的推崇。然而，由于自然因素与人为因素而造成的航空事故比例大大增加。据统计数字显示近七成事故由自然原因与人为原因导致，成为制约航空安全的最大障碍。

在飞行、尤其起降过程中，飞行器驾驶员需要了解前方与下方的环境情况，以安全地飞行、起降。然而，现有技术中，飞行器上并没有这样的设备，以使飞行器驾驶员观察飞行器前方与下方的场景。即便有的飞行器具有观察前方和下方场景的摄像装置，但由于使用条件的限制，也不能更好地使用，同时更缺乏相关的理论方法来指导，使得飞行器安全性能得不到有效提高。

另外，本发明人发现，警用飞行器通常具备的功能是喊话，无法实施抓捕工作，通常来说，在警务人员执行抓捕犯罪嫌疑人时，危险系数高，而且由于受到抓捕环境的限制，很多时候不能够清楚准确安全地实施抓捕工作。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于抓捕目标的方法及抓捕器，使飞行器驾驶员可以更加方便及时清楚地观察飞行器前方与下方的场景环境。本发明将超低照度摄像机、图像处理技术及精密伺服控制等技术相结合汇集于抓捕器中，可很好的辅助飞行员在夜暗及雨、雪、雾、霾等恶劣天气环境下完成飞行器起飞、飞行、降落等需求，并且能够准确抓捕目标物。

一种用于抓捕目标的方法，包括：

抓捕器分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅，分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；

将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，将所述融合后的超低照度图像呈现给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像；

从融合后的超低照度图像中识别目标物图像，在识别到目标物图像时，启动激光灯，根据所述从融合后的超低照度图像中识别到的目标物图像锁定目标物，当所述目标物符合预设的抓捕条件时，发射抓捕网，抓捕所述目标物，关闭所述激光灯。

所述分别采集第一焦距超低照度图像和第二焦距超低照度图像，包括：分别采集前视方向上的第一焦距超低照度图像、前视方向上的第二焦距超低照度图像，采集俯视方向上的第一焦距超低照度图像、俯视方向上的第二焦距超低照度图像；

所述分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像，包括：对所述前视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；以及对所述俯视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；

所述将所述第一焦距的超低照度拼接图像和所述第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像，包括：将所述前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的超低照度图像；将所述俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的超低照度图像。

所述方法还包括：检测前视拍摄方向是否处于水平，当检测到未处于水平时，调整方位至水平；检测俯视拍摄方向是否处于竖直，当检测到未处于竖直时，调整方位至竖直。

所述方法还包括：保存融合的超低照度图像。

所述方法还包括：将所述融合后的超低照度图像绘制到预先存储的卫星地图上，并进行显示。

所述方法还包括：当接收到控制中心发送的操作指令时，解析所述操作指令，根据所述操作指令执行相应操作。

所述操作指令包括发射指令，当接收到发射指令时，所述抓捕器发射抓捕网。

所述操作指令包括关闭激光灯指令，当接收到关闭激光灯指令时，停止所述激光灯供电。

一种用于抓捕目标的抓捕器，包括：

图像采集模块，用于分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅；

图像拼接模块，用于分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；

图像融合模块，用于将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像；

显示模块，用于将所述融合后的超低照度图像呈现给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像；

抓捕目标模块，用于从所述融合后的超低照度图像中识别目标物图像，在识别到目标物图像时，启动激光灯，根据所述从融合后的超低照度图像中识别到的目标物图像锁定目标物，当所述目标物符合预设的抓捕条件时，发射抓捕网，抓捕所述目标物，关闭所述激光灯。

所述图像采集模块，用于分别采集前视方向上的第一焦距超低照度图像、前视方向上的第二焦距超低照度图像，采集俯视方向上的第一焦距超低照度图像、俯视方向上的第二焦距超低照度图像；

所述图像拼接模块，用于对所述前视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；以及对所述俯视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；

所述图像融合模块，用于将所述前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的超低照度图像；将所述俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和所述俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的超低照度图像。

本发明的有益效果是：本发明提供的方法能够摄取不同焦距的图像若干幅，对摄取到的图像进行图像处理，从处理后的图像中识别目标物图像，启动激光灯追踪该目标物，防止目标物脱离抓捕射程范围，当符合预设抓捕条件时，发射抓捕网抓捕该目标物，以此提高抓捕目标物的准确度，整个抓捕过程自动完成，无需人员参与，降低抓捕过程的危险性。在完成抓捕工作后关闭激光灯，以此减少耗电。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于抓捕目标的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的一种用于抓捕目标的抓捕器结构框图。

图3是本发明实施例提供的另一种用于抓捕目标的抓捕器结构框图。

图4是本发明实施例提供的又一种用于抓捕目标的抓捕器结构框图。

图5是本发明实施例提供的搭载抓捕器的无人机示意图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

一种用于抓捕目标的方法，参照图1，具体如下：

步骤101：抓捕器分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅；

在本发明实施例中，可以分别采集前视方向上的第一焦距超低照度图像、前视方向上的第二焦距超低照度图像，采集俯视方向上的第一焦距超低照度图像、俯视方向上的第二焦距超低照度图像。

在进行图像采集的过程中，为了提高采集到的图像的清晰度以及图像的视角足够开阔，可以在前视方向上，采集若干幅焦距相同、拍摄角度不同的图像；同样也可以在俯视方向上，采集若干幅焦距相同、拍摄角度不同的图像。

通过采集前视和俯视方向的图像，便于了解飞行器前方以及下方的环境情况，保障飞行安全。由于焦距越大视场角越小，拍摄的距离越远，焦距越小视场角越大，拍摄的距离越近，在本发明中采集不同焦距下的图像的目的在于，将不同焦距图像融合，达到图像大视角并且远距离的目的，以此丰富图像内容，图像更清晰。

另外，在本发明实施例中，还可以包括：检测前视拍摄方向是否处于水平，当检测到未处于水平时，调整方位至水平；检测俯视拍摄方向是否处于竖直，当检测到未处于竖直时，调整方位至竖直。

步骤102：分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；

本发明实施例中，对前视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；以及对俯视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像。

通过将相同朝向上、相同焦距条件下，针对各角度采集的图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像，其中，第一焦距的超低照度拼接图像是第一焦距条件下采集到的图像拼接而成的，第二焦距的超低照度拼接图像是第二焦距条件下采集到的图像拼接而成的，将各角度的图像拼接成一幅图像时，能够增加图像内容、提高图像特征的清晰度。另外，与第二焦距的超低照度拼接图像相比较，第一焦距的超低照度拼接图像视场角窄、但是能够拍摄到较远处的目标，相应的，第二超低照度拼接图形视场角宽，但远处的图像特征比较模糊。

步骤103：将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像；

将前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的超低照度图像；将俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的超低照度图像。

本实施例中，通过对相同焦距的图像进行图像拼接处理，可以形成宽视角的视频图像，而通过对拼接后的不同焦距的视频图像的融合，既达到了宽视场角的要求，又确保了图像中央的高清晰度，解决了图像远处不清晰的问题，通过对不同焦距的图像进行拼接，扩大图像内容，从而获得更多内容的图像，以此便于飞行器驾驶人员了解大范围的环境图像，防止产生拍摄死角，杜绝因漏拍环境图像导致安全隐患的问题。

步骤104：将融合后的超低照度图像呈现给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像；

在本发明中，通过将前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像与第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，使视场角较窄的第一焦距的超低照度拼接图像融合到视场角较宽的第二焦距的超低照度拼接图像中，既达到了宽视场角的目的，又提高了图像的清晰度，并且能够看清楚远处的图像特征。便于飞行器驾驶人员清楚的了解飞行器周围环境，提高飞行安全。

步骤105：从融合后的超低照度图像中识别目标物图像，在识别到目标物图像时，启动激光灯，根据从融合后的超低照度图像中识别到的目标物图像锁定目标物，当目标物符合预设的抓捕条件时，发射抓捕网，抓捕目标物，关闭激光灯。

需要说明的是，在得到融合后的超低照度图像时，还可以包括：保存融合的超低照度图像。将融合后的超低照度图像绘制到预先存储的卫星地图上，并进行显示，使得飞行器驾驶员能够在三维空间上了解周围的环境。本发明为了提高飞行器驾驶员对本发明公开的抓捕器的可控性，还可以接受控制中心（飞行器驾驶员或者其他相关人员）发送的操作指令时，解析操作指令，根据操作指令执行相应操作，其中，操作指令包括发射指令，当接收到发射指令时，抓捕器发射抓捕网。操作指令还可以包括关闭激光灯指令，当接收到关闭激光灯指令时，停止激光灯供电，以此节省能源。

一种用于抓捕目标的抓捕器，如图2所示，包括：

图像采集模块201，用于分别采集第一焦距超低照度图像若干幅和第二焦距超低照度图像若干幅；

本实施例中，图像采集模块201，用于分别采集前视方向上的第一焦距超低照度图像、前视方向上的第二焦距超低照度图像，采集俯视方向上的第一焦距超低照度图像、俯视方向上的第二焦距超低照度图像。

通过图像采集模块201可以在前视和俯视方向上，分别采集若干幅焦距相同、拍摄角度不同的图像，通过采集前视和俯视方向的图像，便于了解飞行器前方以及下方的环境情况，保障飞行安全。由于焦距越大视场角越小，拍摄的距离越远，焦距越小视场角越大，拍摄的距离越近，采集不同焦距下的图像的目的在于，将不同焦距图像融合，达到图像大视角并且远距离的目的，以此丰富图像内容，图像更清晰。

图像拼接模块202，用于分别对焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像；

本实施例中，图像拼接模块202，用于对前视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像；以及对俯视方向上焦距相同的超低照度图像进行图像拼接，得到俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像。通过图像拼接模块202可以将相同朝向上、相同焦距条件下，针对各角度采集的图像进行图像拼接，得到前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像，其中，第一焦距的超低照度拼接图像是第一焦距条件下采集到的图像拼接而成的，第二焦距的超低照度拼接图像是第二焦距条件下采集到的图像拼接而成的，将各角度的图像拼接成一幅图像时，能够增加图像内容、提高图像特征的清晰度。另外，与第二焦距的超低照度拼接图像相比较，第一焦距的超低照度拼接图像视场角窄、但是能够拍摄到较远处的目标，相应的，第二超低照度拼接图形视场角宽，但远处的图像特征比较模糊。

图像融合模块203，用于将第一焦距的超低照度拼接图像和第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到融合后的超低照度图像；

本实施例中，图像融合模块203，用于将前视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和前视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到前视方向上融合后的超低照度图像；将俯视方向上的第一焦距的超低照度拼接图像和俯视方向上的第二焦距的超低照度拼接图像进行图像融合，得到俯视方向上融合后的超低照度图像。本实施例中，图像融合模块203在图像拼接模块202的基础上对图像的进一步处理，既达到了宽视场角的要求，又确保了图像中央的高清晰度，解决了图像远处不清晰的问题，通过对不同焦距的图像进行拼接，扩大图像内容，从而获得更多内容的图像，以此便于飞行器驾驶人员了解大范围的环境图像，防止产生拍摄死角，杜绝因漏拍环境图像导致安全隐患的问题。

显示模块204，用于将融合后的超低照度图像呈现给飞行器驾驶人员，显示融合后的超低照度图像；

本发明实施例中，飞行器驾驶人员通过显示模块204，能够清楚的了解飞行器周围环境，提高飞行安全。

抓捕目标模块205，用于从融合后的超低照度图像中识别目标物图像，在识别到目标物图像时，启动激光灯，根据从融合后的超低照度图像中识别到的目标物图像锁定目标物，当目标物符合预设的抓捕条件时，发射抓捕网，抓捕目标物，关闭激光灯。

在本发明实施例中，抓捕器还可以如图3所示，包括调整方位模块206，用于检测前视拍摄方向是否处于水平，当检测到未处于水平时，调整方位至水平；还用于检测俯视拍摄方向是否处于竖直，当检测到未处于竖直时，调整方位至竖直。

在本发明实施例中，通过调整方位模块，使图像采集单元能够采集到前视方向以及俯视方向上的图像，以此保证采集到的图像能够全面的反应飞行器周围的环境。

另外，抓捕器还可以如图4所示，包括：存储模块207和重绘模块208，其中，存储模块207，用于保存融合的超低照度图像。

重绘模块208，用于将融合后的超低照度图像绘制到预先存储的卫星地图上，并进行显示，通过重绘模块能使得飞行器驾驶员能够在三维空间上了解周围的环境。

为了提高飞行器驾驶员对本抓捕器的可控性，还可以包括，指令处理模块，用于接受控制中心（飞行器驾驶员或者其他相关人员）发送的操作指令时，解析操作指令，根据操作指令执行相应操作，其中，操作指令包括发射指令，当接收到发射指令时，抓捕器发射抓捕网。操作指令还可以包括关闭激光灯指令，当接收到关闭激光灯指令时，停止激光灯供电，以此节省能源。

需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文所公开的实施例，用于使本领域技术人员实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改或变型对本领域技术人员来说将是显而易见的。本文所描述的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所描述的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。