一种多无人机协同跟踪的拍摄系统及拍摄方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人机拍摄系统，尤其涉及一种利用多台无人机系统跟踪目标的拍摄系统及拍摄方法。
【背景技术】
[0002]目前随着航拍无人机技术的日渐发展，航拍无人机越来越多的应用在人们的日常生活中，但是现在的航拍无人机集群航拍研究还是一个空白领域。目前的无人机拍摄的研究仅限于大面积场景监控等情况，如果需要获得全部的监控场景的情况，需要汇集每个无人机的状态信息，对多无人机进行协同控制并分配不同的任务给不同状态的无人机，然后由所述不同的无人机分别进行监控拍摄。目前无人机跟踪拍摄只能够实现将拍摄目标始终置于拍摄范围内的情况下获得连续的图像；但是得到的图像是平面的，并不能将拍摄目标所在的3D环境记录下来。
[0003]另外，在现有技术中，一般采用一个无人机获取的2D图像进行3D转换，其景深信息很难估计准确，需要大量人工干预。
【发明内容】
[0004]为了解决以上问题，本发明提供一种多无人机协同跟踪拍摄系统，包括:至少两台无人机以及地面终端；所述地面终端能够将事先设置的无人机与目标的相对位置信息并发送给至少一台无人机，同时能够接收各无人机所拍摄的2D图像信息并将其转换成3D图像；所述至少两台无人机中的至少一台无人机能够接收所述地面终端发射的所述相对位置信息，并根据所述相对位置信息协同跟踪所述目标，并对所述目标进行拍摄以获取所述目标的2D图像信息。
[0005]优选地，在对目标进行拍摄时，所述至少两台无人机位于同一高度，沿以目标在所述至少两台无人机所处的水平面上的投影为圆心的圆上均匀排列。
[0006]优选地，所述地面终端还能够将事先设置的所述至少两台无人机之间的位置信息发送给至少一台无人机，所述至少两台无人机根据所述位置信息保持所述至少两台无人机之间的位置关系。
[0007]优选地，所述至少两台无人机中的至少一台无人机能够向所述目标发射询问信号，并接收来自所述目标的第一响应信号；所述至少两台无人机中的至少一台无人机能够记录其发射所述询问信号的第一时间和收到所述第一响应信号的第二时间以及所述目标接收到所述询问信号的第三时间和所述目标发出所述第一响应信号的第四时间；其中，所述至少两台无人机中的至少一台无人机通过将所述第二时间和所述第一时间的差值减去所述第四时间和所述第三时间的差值获取信号传输时间，基于所述信号传输时间获取所述至少两台无人机中的至少一台无人机与所述目标之间的距离，并基于所获取的所述距离来确定所述至少两台无人机中的至少一台无人机的本机位置信息。
[0008]优选地，所述地面终端包括图像处理单元、控制单元和输入输出单元；所述输入输出单元用于向所述至少两台无人机发送所述相对位置信息并能够接收所述至少两台无人机拍摄的所述目标的所述2D图像；所述控制单元控制所述相对位置信息的发送以及所述图像处理单元对图像的处理；所述图像处理单元将从所述至少两台无人机所接收到的所述2D图像转换成所述3D图像。
[0009]优选地，所述无人机包括目标拍摄模块、无线收发模块、中央处理模块；所述无线收发模块用于接收所述相对位置信息和发射拍摄的所述目标的所述2D图像；所述目标拍摄模块根据所述相对位置信息调整自身的位置，对所述目标进行拍摄获取所述目标的所述2D图像；所述中央处理模块控制所述目标跟踪拍摄模块和所述无线收发模块的工作。
[0010]优选地，所述至少两台无人机中的至少一台无人机根据所述相对位置信息和所述距离来调整自身位置，并基于调整后的自身位置获取所述本机位置信息。
[0011]优选地，所述至少两台无人机中的至少一台无人机将其所获取的所述本机位置信息发送给其他无人机，所述其他无人机基于所述位置信息和所述本机位置信息来调整其自身位置。
[0012]本发明还提供一种多无人机协同跟踪拍摄系统，其特征在于，所述拍摄系统具有地面终端；所述地面终端能够将事先设置的无人机与目标的相对位置信息发送给至少一台无人机，同时能够接收各无人机所拍摄的2D图像信息并将其转换成3D图像。
[0013]优选地，所述地面终端还能够将事先设置的多台无人机之间的位置信息发送给所述至少一台无人机，所述多台无人机根据所述位置信息保持所述多台无人机之间的位置关系Ο
[0014]优选地，所述地面终端包括图像处理单元、控制单元和输入输出单元；所述输入输出单元用于向至少一台无人机发送所述相对位置信息并能够接收多台无人机拍摄的所述目标的所述2D图像；所述控制单元控制所述相对位置信息的发送以及所述图像处理单元对图像的处理；所述图像处理单元将从所述多台无人机所接收到的所述2D图像转换成所述3D图像。
[0015]本发明还提供一种多无人机协同跟踪拍摄系统，其特征在于，所述拍摄系统具有多台无人机；所述多台无人机中的至少一台无人机能够接收地面终端发射的无人机与目标的相对位置信息，并根据所述相对位置信息能与其他无人机协同跟踪所述目标，并对所述目标进行拍摄以获取所述目标的2D图像信息。
[0016]优选地，所述多台无人机中的至少一台无人机能够接收所述地面终端发射的所述多台无人机之间的位置信息，所述多台无人机根据所述位置信息保持所述多台无人机之间的位置关系。
[0017]优选地，所述多台无人机中的至少一台无人机能够向所述目标发射询问信号，并接收来自所述目标的第一响应信号；所述多台无人机中的至少一台无人机能够记录其发射所述询问信号的第一时间和收到所述第一响应信号的第二时间以及所述目标接收到所述询问信号的第三时间和所述目标发出所述第一响应信号的第四时间；其中，所述多台无人机中的至少一台无人机通过将所述第二时间和所述第一时间的差值减去所述第四时间和所述第三时间的差值获取信号传输时间，基于所述信号传输时间获取所述多台无人机中的至少一台无人机与所述目标之间的距离，并基于所获取的所述距离来确定所述多台无人机中的至少一台无人机的本机位置信息。
[0018]优选地，所述多台无人机中的至少一台无人机根据所述相对位置信息和所述距离来调整自身位置，并基于调整后的自身位置获取所述本机位置信息。
[0019]优选地，所述多台无人机中的至少一台无人机将其所获取的所述本机位置信息发送给其他无人机，所述其他无人机基于所述位置信息和所述本机位置信息来调整其自身位置。
[0020]本发明还提供一种多无人机协同跟踪拍摄方法，包括:地面控制步骤，地面终端控制设置无人机与目标的相对位置信息；无人机协同拍摄步骤，使用至少两台无人机接收地面控制步骤中地面终端设置的无人机与目标的相对位置信息，并根据所述相对位置信息协同跟踪目标，对所述目标进行拍摄获取所述目标的2D图像信息；图像处理步骤，所述地面终端接收无人机拍摄的所述2D图像信息，并将其转换为3D图像。
[0021]优选地，在无人机协同拍摄步骤中，所述至少两台无人机位于同一高度，沿以所述目标在所述至少两台无人机所处的水平面上的投影为圆心的圆上均匀排列。
[0022]优选地，在所述地面控制步骤中，还将事先设置的所述至少两台无人机之间的位置信息发送给至少一台无人机，所述至少两台无人机根据所述位置信息保持所述至少两台无人机之间的位置关系。
[0023]优选地，还包括距离获取步骤:所述至少两台无人机中的至少一台无人机能够向所述目标发射询问信号，并接收来自所述目标的第一响应信号；所述至少两台无人机中的至少一台无人机能够记录其发射所述询问信号的第一时间和收到所述第一响应信号的第二时间以及所述目标接收到所述询问信号的第三时间和所述目标发出所述第一响应信号的第四时间；其中，所述至少两台无人机中的至少一台无人机通过将所述第二时间和所述第一时间的差值