多视角的无人飞行器及其多视角显示方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无人飞行器领域，特别是涉及一种多视角的无人飞行器及其多视角显示方法。
【背景技术】
[0002]当前随着无人飞行器消费需求引爆，各种与无人飞行器相关的应用也在蓬勃发展。利用了虚拟视觉设备的主观视角无人飞行器能够给用户带来新奇的体验，但是在具体应用的时候，这种技术仍然还有很多不足。比如，现有的体验过程中，无论是否由用户本人同时来控制无人飞行器的飞行过程，由于主观视角的视觉体验也就意味着完全替换了用户对周边环境的观察能力，所以为了安全起见，通常用户必须保持一个比较安全、稳定的姿势不动。换句话说，由于无人飞行器上搭载的摄像头采集到的视频信号占用了用户的全部注意力，导致用户的移动受到限制。
[0003]另外，在现有的体验过程中，由于用户与无人飞行器上的摄像设备共享视野，也就意味着如果控制摄像设备的云台不转换方向则罢了，此时用户的朝向与无人飞行器自身的方向是一致的；但是一旦通过云台调整了摄像设备的方向，也就意味着此时用户的观察方向与飞行器自身的方向产生了偏离。这种偏离会对主观视角下自己操控无人飞行器飞行过程的那些用户带来极大困扰。因为，在用户通过虚拟视觉设备与无人飞行器共享视野的情况下，同时还利用控制台或遥控器对无人飞行器的飞行轨迹进行控制的情形下，此时用户是将控制台或遥控器上的上下左右前后方向与从视野里看到的上下左右前后相对应的。因此，在摄像头朝向与飞行器朝向一致的情况下，用户还能实现第一视角的飞行控制，一旦摄像头发生了角度偏转，那么用户就基本上没法适应这种角度的转换，完全丧失对无人飞行器在空中飞行的方位感。也就是所，基于上述原因，主观视角的无人飞行器如果想由用户本人来做控制，那么基本上就得将云台锁死，完全通过飞行器的飞行来调整用户的观察范围，这种方式也带来了不便。
[0004]专利文献CN102339021 A公开了一种无人机视景仿真系统，包括:虚拟现实场景处理模块:负责根据无人机当前的坐标信息在全球卫星照片数据库及全球适量地形数据库中查找对应的卫星图片及地形数据，并对查找到的卫星图片及地形数据进行渲染，将渲染后得到的数据送入视景显示模块；真实场景处理模块:负责将无人机回传的当前环境的视频信息进行还原，将还原后的数据送入视景显示模块；飞行控制数据处理模块:负责将无人机回传的飞行控制数据进行还原，并通过HUD生成算法生成HUD数据，再将HUD数据送入视景显示模块；视景显示模块:负责对经过虚拟现实场景处理模块处理后的数据、经过真实场景处理模块处理后的数据、经过飞行控制数据处理模块处理后的数据合成输出给显示单元进行显示。该专利通过将无人机当前真实视景环境与虚拟出来的当前视景环境及当前飞行控制数据相结合，实时仿真无人机当前视景，提高无人机控制的安全性和准确性。但该专利仍然是基于无人飞行器自身方向的单视角显示，无法获得更多方位的视角信息，特别是不能提供观察用户自身周围情况的视野信息。
[0005]专利文献CN104880177 A公开了一种多角度无人航测系统，所述多角度无人航测系统设置有六旋翼无人机，所述六旋翼无人机上面搭载由五个镜头组成的多视角倾斜相机；所述多视角倾斜相机包括:摄影单元、控制单元和挂载单元；用于获取大视场角的影像数据的摄影单元；与所述摄影单元连接，用于为多视角倾斜相机与无人机连接提供稳定支撑，减少无人机产生高频振动的挂载单元；与所述挂载单元连接，用于实现摄像数据分析和存储的控制单元；所述六旋翼无人机的包括:无人机飞行平台系统、GPS导航系统、飞行控制系统、遥感摄影系统、地面控制系统、信号传输系统；由六个螺旋桨组成，通过调节六个电机转速来改变旋翼转速，实现升力变化，从而控制飞行器姿态和位置的无人机飞行平台系统；利用GPS/INS组合导航，测定出无人机中心点位置坐标，配合飞控系统，让无人按照规划航线进行飞行，从而实现无人机自动控制的GPS导航系统；用于完成无人机的内外回路航迹控制、无人机的导航、制导、飞行任务管理、任务载货管理与控制，对无人机实现全权限控制与管理的无人机飞行控制系统；通过遥控控制器实现对相机或者摄像机快门自动控制，让相机或者摄像机按照一定速率进行拍摄的遥感摄影系统；通过自动测向设备、制导计算机、无线电信号发射机和遥控接收机、飞行控制计算机、自动驾驶仪、舵机系统，由无人机发射信号作为辐射源，地面站使用无线电测向设备测得无人机姿态，采用无线电应答方式，测得无人机距离，利用高度传感器和遥测信道测得无人机高度，从无人机的姿态、距离和高度确定无人机飞行参数的地面控制系统；用于实现所述地面控制系统与无人机飞行控制系统之间通讯的信号传输系统。该专利提供的多角度无人航测系统，搭载5镜头倾斜相机的六旋翼航测无人机通过在六旋翼无人机平台上搭载多台相机，能够同时从多个角度采集地面影像，从而克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行拍摄的局限性，能够更加真实地反映地物的实际情况，弥补了正射影像的不足，通过整合POS，DSM及矢量等数据，建立基于影像密集匹配的三维建模技术，快速高效的建立数字城市模型，大大降低了三维建模工作成本。但其无法提供用户实时的多视角的飞行控制显示，仅是建立了三维的多角度的影像，更无法提供观察用户自身周围情况的视野信息。
[0006]现本领域急需要解决的技术问题，其具体需求如下:
[0007]1.向用户至少展示两种信息，用于操控飞行器的视野以及用于观察的视野，对于操控无人飞行器的用户来说，能够帮助用户自身对飞行器进行控制的信息以及协助用户能够看到更多方位展示内容的信息都非常重要，需要一种同时向用户提供两种以上信息内容的，主观视角的无人飞行器。
[0008]2.向用户展示用户自身周边的信息，进一步提供给用户一个观察用户自身周围情况的视野信息。
[0009]在【背景技术】部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0011]根据本发明的第一方面，本发明公开了一种多视角的无人飞行器，所述无人飞行器包括摄像模块和虚拟视觉模块，所述摄像模块至少包括第一摄像设备和第二摄像设备，其中，所述第一摄像设备拍摄与所述无人飞行器的自身方向始终一致的第一视角信号；所述第二摄像设备拍摄不同于所述自身方向的第二视角信号；所述虚拟视觉模块接收并同时显示分别来自第一摄像设备和第二摄像设备的所述第一视角信号和所述第二视角信号。
[0012]优选地，所述第二摄像设备拍摄在不同的角度和/或位置变化的第二视角信号。
[0013]优选地，所述虚拟视觉模块在屏幕上并列地或以画中画的形式显示来自所述第一视角信号的第一图像和来自所述第二视角信号的第二图像并可对任一个图像进行大小比例切换。
[0014]根据本发明的第二方面，本发明公开了一种多视角的无人飞行器，所述无人飞行器包括用于提供视角的摄像模块和虚拟视觉模块，所述摄像模块至少包括第一摄像设备、第二摄像设备和第三摄像设备，其中，所述第一摄像设备拍摄与所述无人飞行器的自身方向始终一致的第一视角信号；所述第二摄像设备拍摄不同于所述自身方向的第二视角信号；所述第三摄像设备拍摄始终指向用户的第三视角信号，所述虚拟视觉模块接收且同时显示分别来自所述第一摄像设备、第二摄像设备和第三摄像设备的第一视角信号、第二视角ig号和第二视角ig号。
[0015]优选地，安装在所述无人飞行器上的云台可调整安装在其上的所述第二摄像设备。
[0016]优选地，所述无人飞行器包括拍摄控制模块，所述拍摄控制模块控制所述云台调整所述第二摄像设备的位置和/或角度。
[0017]优选地，所述第二摄像设备拍摄始终指向用户的第二视角信号。