高倍变焦无人机空中高清多维实时侦查传输方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明涉及无人机侦查领域，具体涉及一种高倍变焦无人机空中高清多维实时侦查传输方法。
【背景技术】
[0002]无人飞行器，尤其是四轴飞行器随着科技的发展得到了相当的发展和应用，而无人飞行器的一个广泛应用领域就是航拍侦查。这种航拍侦查在专业环境下，专业环境下，取景时间长，拍摄要求高，操作者专业，所以一般采用的都是反复多次拍摄，然后后期剪辑拼接，得到用户所能享受的最佳呈现效果的侦查拍摄方式。也因此，在专业环境下，拍摄效果的提升为本领域技术人员所关注，比如:防抖、稳定等。
[0003]现有的侦查视频图像的回传，大多数是基于模拟视频信号，图像不清晰，还需要一个称为1SD的设备，这个设备实际上就将高清摄像机的模拟视频信号与飞行参数进行叠加回传地面，因此虽然飞机上存储的是高清图像，但回传到地面的图像是叠加了飞行状态参数的模拟图像，而人们往往需要实时看到飞机上拍摄的高清数字图像。
[0004]无人机系统包括了无人机机体平台、任务载荷及数据无线传输三个部分。无人机视频数据传输应用实现的关键在于无线传输链路手段。目前的无线传输技术主要有包括以下技术:3G 网络(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD_LTE 和 FDD-LTE)网络、无线局域网(WIFI)、卫星、微波等。
[0005]卫星和微波技术是无线视频传输的传统手段，且卫星通信技术的最大优点是服务范围广、功能强大、使用灵活，不受地理环境和其它外部环境的影响，尤其是不受外界电磁环境的影响。但这两种技术成本居高不下，其昂贵的初始建造费用和通讯费用常使人望而却步，无法大面积推广。
[0006]WIMAX/WIFI等技术构建无线城域网来进行大范围覆盖的视频应用，需要建设方建设大量基站，一方面基站建设成本巨大，非一般用户能够承受；另一方面即使某一单位建成了无线城域网，由于其初始建设费用巨大而不愿与其他用户进行共享，从而对社会资源造成了较大浪费。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种高倍变焦无人机空中高清多维实时侦查传输方法，该方法支持视觉导航、图像识别与避障，能够在不受传送延迟影响的情况下适当地改变参数，由此提高图像识别率，将卫星通信网络模式与传统通信模式融合在一起，可解决大容量图像数据的高速交换，并具有较高的安全性。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种高倍变焦无人机空中高清多维实时侦查传输方法。该方法具体包括如下步骤:
[0009]S1.监控计算机启动监控程序，所述卫星导航单元启动GPS导航程序；
[0010]S2.高清高倍变焦运动摄像机按照监控程序的轨迹采集视频图像，机端图像处理模块对图像进行处理；
[0011]S3.视频图像无线发射模块，和视频图像接收模块，配合完成图像信号的无线发送和接收；
[0012]S4.中心站点图像处理模块对接收到的图像信号进行处理，并在显示终端上显示。
[0013]优选的，在步骤SI中，还包括如下导航定位步骤:
[0014]监控计算机对卫星导航单元传递来的定位数据进行判断:
[0015]若定位数据在正常范围内:则监控计算机将接收到的定位数据存入存储器中；
[0016]所述在正常范围的定位数据是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、玮度值、高度值两两进行比较，若相邻两个采样点的经度的差值不超过0.0002度，且相邻两个采样点的玮度的差值不超过0.00018度，且相邻两个采样点的高度的差值不超过20米，判定定位数据为正常范围；
[0017]若定位数据发生异常:则监控计算机将存储在存储器中的定位数据调出，按照历史轨迹返回到出发位置；
[0018]所述定位数据发生异常是指:将定位数据中相邻两个采样点的经度值、玮度值、高度值两两进行比较，若经度的差值超过0.0002度，或玮度的差值超过0.00018度，或高度的差值超过20米，则判定定位数据发生异常。
[0019]优选的，所述定位数据为无人机在每个时间点的经度信息X、玮度信息y、高度信息z的集合，记为{xt yt zt};其中，
[0020](xl yl zl)为无人机在第I个时间点的经度、玮度、高度信息；
[0021](x2 y2 z2)为无人机在第2个时间点的经度、玮度、高度信息；
[0022]以此类推，(xt-1 yt-1 zt-1)为无人机在第t_l个时间点的的经度、玮度、高度信息；(xt yt zt)为无人机在第t个时间点的经度、玮度、高度信息；
[0023]相邻两个时间点的间隔取0.5至5.0秒；每个历史定位数据均存储在监控计算机11的存储器中；
[0024]将第t个时间点的定位数据与第t-Ι个时间点的定位数据进行比较:
[0025]若xt-xt-l < 0.0002，且 yt-yt-l < 0.00018，且 zt-zt-l < 20 米，
[0026]即经度的差值不超过0.0002度，且玮度的差值不超过0.00018度，高度的差值不超过20米时，判定第t个时间点的定位数据属于正常范围，并将该第t个时间点的定位数据存入监控计算机11的存储器；
[0027]若xt-xt-l ^ 0.0002，或 yt-yt-l ^ 0.00018，或 zt-zt-l ^ 20 米；即经度的差值、玮度的差值、高度的差值中的任一个超出正常范围，均判定第t个时间点的定位数据发生了异常，也即认为无人机的飞行发生了异常；
[0028]由监控计算机将存储器中的第t-Ι个时间点的定位数据、第t-2个时间点的定位数据、……第2个时间点的定位数据、第I个时间点的定位数据逐次读取，并控制无人飞行器按照原来的轨迹返回的出发地。
[0029]优选的，在步骤SI中，监控程序包括应用级程序、实时任务调度程序和外部中断处理程序、硬件初始化程序、硬件驱动程序、CAN通信协议程序、LAN(TCP/IP)通信协议程序，所述应用级程序与实时任务调度程序和外部中断处理程序连接，所述实时任务调度程序和外部中断处理程序与硬件初始化程序连接，所述硬件初始化程序与硬件驱动程序连接。
[0030]优选的，所述应用级程序包括应用层接口程序、电源管理与电量监测程序、飞行指示灯控制程序、安全控制程序、视觉控制程序、航迹控制程序、增稳控制程序、遥控器解码程序、通信处理程序。
[0031]优选的，在步骤S2中，可采用如下步骤中的一个或多个对视频图像进行处理:
[0032]S21:数据接收单元接收包括图像编码数据和参数的图像编码流。
[0033]数据接收单元接收包括图像编码数据和参数的图像编码流。参数改变单元能够改变数据接收单元接收的参数。解码单元通过对包括数据接收单元接收的图像编码数据和参数改变单元改变的参数的图像编码流进行解码，生成图像解码数据。图像识别单元对图像解码数据执行图像识别。
[0034]因而，能够在不受传送延迟影响的情况下以适当方式快速地改变参数，由此提高图像识别率。这是因为图像编码流中包含的参数是通过图像传送装置中的编码器传送的，于是这能够被适当地改变为适于图像接收装置中的图像识别的参数。
[0035]S22:基于指示图像识别准确度的指标改变参数。
[0036]图像识别单元在图像识别过程中计算指示图像识别准确度的指标。参数改变单元基于在图像识别过程中计算出的指示图像识别准确度的指标改变由数据接收单元接收的参数。
[0037]这能够针对图像识别更加适当地改变参数。
[0038]S23:基于图像接收装置的环境信息改变参数。
[0039]参数改变单元基于图像接收装置的环境信息改变由数据接收单元接收的参数。
[0040]S24:根据运行情况改变参数。
[0041 ] 参数改变单元根据无人机的运行情况改变数据接收单元接收的参数。
[0042]S25:改变解块滤波器的参数
[0043]解码单元包括解块滤波器。参数改变单元改变作为由数据接收单元接收的参数的、指示是否针对图像编码数据利用解块滤波器的参数和解块滤波器的滤波器系数中的至少一个。
[0044]因而，在图像识别率