一种伴飞无人机航拍系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种伴飞无人机航拍系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着无人机技术的发展，航拍已经开始应用的越来越广泛。尤其是随着小微型无人飞行器，如四轴飞行器等已经开始广泛的进入消费级市场，普通用户开始越来越多的接触到航拍市场，并且了解航拍技术。
[0003]小微型无人机尤其是多旋翼式无人飞行器在航拍领域的应用大放异彩，专业人士使用其来拍摄影片、直播活动等，而普通用户也很有兴趣使用其来拍摄照片、录制仪式等。这种应用方式的典型特征是:用户操控无人机在空中飞行的同时，用户还操控在无人机上搭载的拍摄设备来从空中向地面进行俯拍。通过无人机得到的拍摄内容，其角度是现有普通的地面拍摄方式难以实现的，并且全局性较好，受拍摄条件限制较少，所以航拍成果一旦进行分享，会受到广泛关注，大受欢迎。
[0004]例如:申请号为201510081882.3、发明名称为《一种用于航拍云台的拍摄装置》的中国发明专利申请公开了一种用于航拍云台的拍摄装置，包括壳体、相机、相机安装壳、旋转驱动机构，所述相机安装壳设于壳体下方，所述相机倾斜的固定安装于相机安装壳的内腔中，所述相机其视轴方向向下并和竖直方向成一夹角，所述相机安装壳其对应于所述相机的镜头的部位开设有视口，所述旋转驱动机构设于壳体上，所述旋转驱动机构与所述相机安装壳连接并驱动所述相机安装壳相对所述壳体在水平面内旋转。
[0005]再例如，申请号为201280030283.3、发明名称为《用于从航拍图像中去除伪影的方法和设备》的中国发明专利申请公开一种计算机系统，用于产生感兴趣区域的无伪影航拍图像。计算机系统接收在不同时间获得的一个或更多个输入航拍图像。通过将两个或更多个输入航拍图像应用到伪彩色图像的不同颜色通道输入而产生伪彩色图像。基于伪彩色图像中的像素颜色，两个或更多个输入航拍图像中的像素被分类为代表清楚区域、云区域或者阴影区域。通过组合来自两个或更多个输入航拍图像的被分类为代表清楚区域的像素而产生输出图像。又或者，申请号为201410858106.5、发明名称为《使地基图像和航拍图像对准》的中国发明专利申请提供了用于使从位于或接近地面水平的透视角获取的地理区域的地基图像与从例如倾斜透视角获取的一组航拍图像对准的系统和方法。
[0006]但是，现有无人机航拍技术中，目前仅仅使用无人机来拍摄地面的特定目标，主要关注的是如何改进无人机航拍装置的拍摄效果或者对航拍图像进行图像处理，从而改进图像的清晰度等。
[0007]随着用户对无人机使用的深入和需求的延伸，用户并不满足于仅是使用无人机来拍摄地面的特定对象。用户发现，无人机本身的飞行过程的拍摄也是非常有趣味的。如何能够从第三方视角对无人机的飞行过程、活动过程进行拍摄成为一个新的问题。
[0008]现有技术中是通过在地面上采用远距离、广角度的方式进行拍摄，由于拍摄范围大，所以基本能够拍摄到无人机的整个飞行过程。但是这种拍摄方式导致无人机在整个取景范围内，仅是一个很小的点，甚至在光线条件稍差的情况下，都很难从整个画面中辨识出无人机。
[0009]如果想要针对飞行中的无人机进行拍摄，那么就要解决镜头能够实时相对较近距离的捕捉到无人机。但是，由于无人机本身就是一种在空中高速活动的对象，尤其是多旋翼式飞行器，其与普通固定翼飞行器不同，它的飞行过程更加灵活，空中转向行为更加难以预料。因此，如果使用第三方的航拍设备来拍摄无人机的飞行过程是很困难的，拍摄者只能根据自己的判断与反应来调整镜头的拍摄范围，很容易丢失被拍摄对象，造成拍摄效果的不连续，甚至丢失关键性动作。
【发明内容】
[0010]本发明的发明目的是提供一种伴飞无人机航拍系统及方法，使用搭载了航拍设备的伴飞无人机来拍摄飞行过程中的主飞飞行器，有效的完成飞行中的飞行器的拍摄过程。
[0011]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0012]—种伴飞无人机航拍系统，包括主飞飞行器和伴飞无人机，所述伴飞无人机上挂载有航拍设备，所述主飞飞行器和伴飞无人机分别具有第一飞行控制器和第二飞行控制器，还包括飞行指令同步装置，其中，
[0013]所述第一飞行控制器适用于接收第一飞行控制指令，控制所述主飞飞行器的飞行；
[0014]所述飞行指令同步装置适用于获取所述第一飞行控制指令，并根据所述第一飞行控制指令同步生成第二飞行控制指令；
[0015]所述第二飞行控制器适用于接收所述飞行指令同步装置生成的所述第二飞行控制指令，控制所述伴飞无人机的飞行；
[0016]所述伴飞无人机上的航拍设备适用于在所述伴飞无人机和所述主飞飞行器的相对位置关系处于预设范围内时，自动追踪和拍摄所述主飞飞行器。
[0017]进一步的，所述飞行指令同步装置包括飞行控制指令判断单元，其适用于判断所述第一飞行控制指令是否满足预设条件，如果满足，则将所述第一飞行控制指令转化为所述第二飞行控制指令；反之，则将所述第一飞行控制指令忽略。
[0018]进一步的，所述预设条件包括所述第一飞行控制指令改变所述主飞飞行器飞行航迹。
[0019]进一步的，所述飞行指令同步装置还包括飞行指令转换单元，其适用于将所述第一飞行控制指令根据所述主飞飞行器和所述伴飞无人机之间预设相对位置关系进行修正，生成所述第二飞行控制指令。
[0020]进一步的，还包括镜头调整模块，其适用于所述伴飞无人机在飞行过程中，保持所述航拍设备的镜头以预设的拍摄角度对准所述主飞飞行器。
[0021]进一步的，所述镜头调整模块包括云台、定位识别器和云台控制器，所述云台上设置有所述航拍设备，所述云台控制器分别与所述云台和定位识别器连接，其中，
[0022]所述定位识别器适用于所述伴飞无人机获取所述主飞飞行器的相对位置关系变化信息；
[0023]所述云台控制器适用于根据所述相对位置关系变化信息生成云台控制指令；
[0024]所述云台适用于根据所述云台控制指令控制所述航拍设备的镜头调整，使所述主飞飞行器位于拍摄取景范围中的相对固定位置。
[0025]根据本发明的另一个方面，提供了一种伴飞无人机航拍方法，包括以下步骤:
[0026]启动主飞与伴飞模式；
[0027]接收第一飞行控制指令，控制所述主飞飞行器的飞行；
[0028]根据所述第一飞行控制指令同步生成第二飞行控制指令；
[0029]根据所述第二飞行控制指令控制所述伴飞无人机的飞行；
[0030]在所述伴飞无人机和所述主飞飞行器的相对位置关系处于预设范围内时，所述伴飞无人机自动追踪和拍摄所述主飞飞行器。
[0031]进一步的，所述根据所述第一飞行控制指令同步生成第二飞行控制指令步骤，具体包括以下步骤:
[0032]判断所述第一飞行控制指令是否满足预设条件；
[0033]如果满足，则将所述第一飞行控制指令转化为所述第二飞行控制指令；
[0034]如果不满足，则将所述第一飞行控制指令忽略。
[0035]进一步的，还包括伴飞无人机上的航拍设备镜头调整步骤，具体包括以下步骤:
[0036]所述伴飞无人机获取所述主飞飞行器的相对位置关系变化信息；
[0037]根据所述相对位置关系变化信息生成云台控制指令；
[0038]根据所述云台控制指令控制所述航拍设备的镜头调整，使所述主飞飞行器位于拍摄取景范围中的相对固定位置。
[0039]进一步的，还包括复位步骤，当所述主飞飞行器和所述伴飞无人机之间的相对位置关系不在所述预设范围内时，启动重置模式，恢复两者之间的初始相对位置关系。
[0040]本发明公开了一种伴飞无人机航拍系统及方法，使用搭载了航拍设备的伴飞无人机来拍摄飞行过程中的主飞飞行器，基于飞行指令同步机制有效的完成伴飞无人机对飞行中的主飞飞行器的拍摄过程。这种拍摄不仅能够用于产生有欣赏价值的展示内容，同时也可以应用于对飞行目标的监控等其它衍生领域。
[0041]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】
[0042]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变得