一种智能化主动图像采集与更新系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像信息领域，具体涉及一种智能化主动图像采集与更新系统及方法。
【背景技术】
[0002]在现有的一些针对某个特定区域进行图像信息采集的系统中，图像采集工作通常是通过人工拍摄完成的，这种拍摄过程耗时长、成本高、受拍摄地点的地理环境限制大，因此导致就某个特定地点的大范围图像信息收集的技术发展缓慢。
[0003]无人机在航空拍摄、飞行表演、防灾救险、科学考察等领域有着广阔的应用。随着电子技术的飞速发展，小型、微型无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质上有了明显的突破，成为了近几年兴起的通用航空领域关注焦点，被普遍认为具有良好的发展前景。典型地，如四轴多旋翼飞行器已经成为航拍的首选设备。
[0004]随着无人机航拍技术的发展，这种拍摄过程变得效率高、成本低，并且由于是空中拍摄，基本不受地理环境的限制。这种大范围的图像信息采集技术已经应用到很多领域，比如街景地图系统、牧区巡逻系统、电力巡线系统等等。
[0005]例如:申请号为201410749231.2、发明名称为《基于无人机航拍的潮间带生境调查方法》的中国发明专利申请公开了一种基于无人机航拍的潮间带生境调查方法，包括采用无人机低空飞行器作为遥感平台，无人机低空飞行器搭载数码相机，并集成GPS和陀螺仪模块；确定无人机航拍的可执行时间段；规划航拍的航次、航线和需要安置的控制点；完成控制点布设、测量和航飞拍摄；对航拍影像进行处理，形成整个调查范围的高分辨率影像；对潮间带生境的特有类型进行斑块提取和空间形态性生态参数技术。本方法克服现有的潮间带生物学调查或传统地形测量方法的不足，获得潮间带生境的空间格局信息，为潮间带生境的生态功能和生态价值评估提供基础和依据。
[0006]此外，申请号为201310617504.3、发明名称为《一种基于航拍的小区动态巡逻的通讯中继系统》的中国发明专利申请公开了一种基于航拍的小区动态巡逻的通讯中继系统，包括巡逻无人机、监控中心、多个一级通讯中继和多个二级通讯中继，所述巡逻无人机通过wifi与一级通讯中继和二级通讯中继通讯；一级通讯中继与监控中心连接。本发明通过通讯中继系统分层次实现，其监控方位更广。
[0007]由此可见，这种大范围的图像信息收集工作，应用无人机来实现的需求旺盛，并越来越受关注。但是，现有的基于航拍的大规模图像信息采集与更新工作，往往基于一些特定因素而启动，比如由操作人员人为指定，需要对某条线路或某个范围进行拍摄工作，采集所需要的图像信息；然后下一次的采集工作时间，可能基于另一个不确定的因素而启动。这样的图像信息采集方式，充满了随意性，并且难以全面的反映整个被采集区域的全貌。
[0008]例如，对于街景地图系统来说，传统街景地图拍摄受到多种因素的限制，例如人力、设备、交通工具等等，因此拍摄街景地图效率很低，街景更新速度较慢，成本较高。目前，典型的街景地图的数据采集方式，是以街景拍摄车出行拍摄，按照预定线路出行，在预定地点实施拍摄，其拍摄行程需要由人为制定与控制，并且出于人力、成本等考虑因素，当前的街景地图的更新频率非常慢，即使是谷歌地图这样的财力比较充足的公司与团队，其地图数据更新频率也很低，尤其是地图上需要进行街景拍摄的地点变得更多的时候，则地图数据更新频率将进一步降低。
【发明内容】
[0009]本发明的发明目的是提供一种智能化主动图像采集与更新系统及方法，利用系统化控制下的无人机航拍设备来解决大规模的图像信息数据采集问题，通过更新频率的设计、无人机调度、航迹规划，有效管理图像信息采集与更新的范围和频率。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
一种智能化主动图像采集与更新系统，包括图像更新子系统和图像数据采集控制子系统，所述图像更新子系统与所述图像数据采集控制子系统之间能够双向通信，其中，
所述图像更新子系统适用于定义预设区域并向所述图像数据采集控制子系统发送所述预设区域的数据更新需求，所述预设区域的定义包括确定该区域的地理信息、记录数据更新时间、设定更新频率；
所述图像数据采集控制子系统适用于接收所述数据更新需求，按照预设规则将图像采集任务分配给适当的无人机并接收所述无人机回传的遥测数据。
[0011]进一步的，所述图像更新子系统包括预设区域管理模块和周期性图像更新模块，所述预设区域管理模块连接所述周期性图像更新模块，其中，
所述预设区域管理模块适用于定义所述预设区域，至少确定各个预设区域的地理范围与上次数据更新时间，并设定该预设区域的更新频率；
所述周期性图像更新模块适用于提取所述预设区域管理模块中的预设区域信息，判断该预设区域是否存在数据更新需求。
[0012]进一步的，所述图像更新子系统还包括优先级分配模块，其适用于当所述周期性图像更新模块判断至少一预设区域存在数据更新需求时，将所述数据更新需求进行优先级排序，并将排序后的数据更新需求发送至所述图像数据采集控制子系统。
[0013]进一步的，所述图像数据采集控制子系统包括无人机调度模块、遥测数据接收模块，其中，
所述无人机调度模块适用于按照预设规则将图像采集任务分配给适当的无人机所述图像采集任务中包括所述预设区域的航迹规划、拍摄要求；
所述遥测数据接收模块适用于接收所述无人机回传的遥测数据。
[0014]进一步的，还包括图像处理子系统，其适用于接收所述图像数据采集控制子系统发送的无人机采集数据，并对所述采集数据进行合成处理。
[0015]根据本发明的另一个方面，提供了一种智能化主动图像采集与更新方法，包括图像更新子系统和图像数据采集控制子系统，该方法包括以下步骤:
图像周期性更新任务初始化；
提取预设区域的数据更新时间和更新频率；
根据当前系统时间判断所述预设区域是否存在数据更新需求，如果存在，进入下一步；反之，根据预置触发方式遍历其他预设区域是否存在数据更新需求； 根据所述数据更新需求，按照预设规则向无人机下发图像采集任务并接收所述无人机回传的遥测数据。
[0016]进一步的，所述图像周期性更新任务初始化包括:对所有的预设区域进行定义，确定所述预设区域的地理信息、数据更新时间，设定各个预设区域的更新频率。
[0017]进一步的，所述根据所述数据更新需求向无人机下发图像采集任务并接收所述无人机回传的遥测数据，具体包括以下步骤:
当判断存在数据更新需求时，将所述数据更新需求进行优先级排序；
将排序后的数据更新需求发送到所述图像数据采集控制子系统；
按照预设规则将图像采集任务分配给适当的无人机；
无人机根据接收到的遥控指令实施飞行拍摄任务；
将无人机采集得到的遥测数据回传至所述图像数据采集控制子系统。
[0018]进一步的，还包括对所述无人机采集的数据进行合成处理并进行存储的步骤。
[0019]进一步的，还包括当确认完成图像采集任务后，更新所述预设区域的数据采集时间的步骤。
[0020]本发明公开了一种智能化主动图像采集与更新系统及方法，通过系统化控制下的小型无人机航拍解决了大范围图像信息数据采集和更新的问题，采用无人机航拍采集成本稳定可控；同时通过线路规划、更新频率的设计，不需要人为操作图像采集工作的触发，并可支持多无人机同时出发进行图像采集，图像采集过程的系统化强、智能化程度高，有效管理了图像信息采集与更新的范围与效率。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的【具体实施方式】进行举例说明。
【附图说明】
[0022]通过阅读下文优选的【具体实施方式】中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将