[发明专利]自适应调节相机曝光时间的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人飞行器图像拍摄装置的曝光调节技术领域，特别是 涉及一种自适应调节相机曝光时间的装置及方法。

背景技术

随着科技的发展，无人机飞行设备开始进入人们的视野，逐渐深入 人们的生活，并改善着人们的生活。无人机飞行器的应用范围越来越广， 例如在航拍、测量、灾害控制以及实时监测等专业领域都有着广泛的应 用。

同时，对飞行器在高速飞行过程中画面的抓拍数量和质量也提出了 更高的要求，特别是对于光流测量精度来说，这与相机在单位时间内的 曝光次数以及单次曝光时间密切相关，单次曝光时间的长短会影响到单 位时间内曝光的次数，单次曝光时间越长，单位时间内曝光的次数越少， 抓拍到的图像数量越少，但由于单次曝光时间长，所以图像质量较高； 反之，单次曝光时间越短，单位时间内曝光的次数越多，抓拍到的图像 数量越多，但由于单次曝光时间短，所以图像质量较低。为了拍到满意 的图像，图像的质量和数量都应达到较为理想的状态，需要在曝光时间 和曝光次数之间取一个平衡点，也就是说，需要将曝光时间调节到一个 最合适的值。

目前相机曝光时间的调节有机械调节和电子调节两种方式，但无论 哪种方式都需要人为手工操作，并且需要多次的尝试和反复调试才能够 调整到最佳的相机曝光时间。在飞行器高速飞行的过程中，相机的运动 速度很快，不能进行手工调节，并且，在高速运动的过程中，随着速度 的不断变化，需要实时适应性的改变曝光时间，否则并不能真正实现拍 摄图像数量和质量均达到理想水平的目的。

鉴于上述情况，本设计人借其多年相关领域的技术经验以及丰富的 专业知识，不断研发改进，并经大量的实践验证，提出了本发明自适应 调节相机曝光时间的装置及方法的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应调节相机曝光时间的装置，在相 机随无人飞行器高速移动的过程中，能够实时适应性的调节相机曝光时 间，保证拍摄图像的数量和质量。

本发明的另一目的在于提供一种自适应调节相机曝光时间的方法， 在相机随无人飞行器高速移动的过程中，能够实时适应性的调节相机曝 光时间，保证拍摄图像的数量和质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自适应调节相机曝光时间的 装置，包括：光流检测处理系统，连接相机，接收相机拍摄的图像数据 并进行数据处理，测得相机移动速率增大或减小，并发出调高或调低曝 光时间梯档的指令；调节控制模块，连接所述光流检测处理系统及相机， 接收所述光流检测处理系统发出的调高或调低曝光时间梯档的调控指 令，并调控相机的曝光时间；存储模块，连接所述光流检测处理系统及 调节控制模块，所述存储模块存储有预设的曝光时间梯档序列值，所述 调节控制模块根据曝光时间梯档序列值来调控相机曝光时间。

优选的，上述的自适应调节相机曝光时间的装置，其中，所述光流检 测处理系统包括：高度检测器，用于检测相机高度；光流处理模块，连接 相机、所述高度检测器及调节控制模块，接收信号并进行数据处理，生成相 机曝光时间调控指令信号并传输给所述调节控制模块。

优选的，上述的自适应调节相机曝光时间的装置，其中，所述相机包 括相机镜片和感光元件，二者间距为焦距；所述高度检测器为超声波测距 仪，用于测量所述相机镜片到地面的高度，即相机高度。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种自适应调节相机曝光时间的 方法，包括：S1，预设曝光时间梯档序列值及单位时间T，所述曝光时间 梯档序列值存储于所述存储模块中；S2，通过所述光流检测处理系统对相 机拍摄的图像进行检测及数据处理，并判断得出需调高曝光时间梯档、 调低曝光时间梯档或维持曝光时间不变；S3，所述光流检测处理系统发 出调高或调低曝光时间梯档的指令，所述调节控制模块接收指令并据其 调控相机的曝光时间。