[发明专利]一种航空摄像位移量获取方法以及航空摄像移动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空拍摄领域，尤其涉及一种航空摄像位移量获取方法以及航空摄像移动控制方法。

背景技术

电力企业每年都要投入巨大的人力物力对输电线路进行定期巡视检查，以便随时掌握和了解输电线路运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，及时发现和消除隐患。

无人直升机挂载光电吊舱在电力巡检过程中，由于温度、海拔等条件的限制，飞机在杆塔前悬停拍摄，飞机发动机输出功率达到最大，对飞机安全性有一定的影响，同时由于长时间悬停拍摄花费时间长，巡检效率低。电力企业希望飞机在无悬停条件下完成巡检任务。然而在飞行状态下拍摄，由于飞机飞行速度较快，在单位曝光时间内目标与相机存在运动而产生的目标在焦平面的前向像移差和相机平台姿态引起的旋转像移偏差。拍摄图像会出现脱影、模糊等情况。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种航空摄像位移量获取方法，方法包括：

S1：补偿运动伺服机构确定控制航空摄像机移动的起始时间点；

S2：补偿运动伺服机构获取飞机飞行参数；

S3：基于步骤S2的飞机飞行参数，补偿运动伺服机构得到控制航空摄像机移动的位移量。

优选地，步骤S1还包括：

根据飞行巡检预设航路规划点，以及依据航路规划电力杆塔地理坐标位置，确定补偿运动伺服机构起始时间点。

优选地，步骤S2还包括：

飞机飞行参数包括：飞行速度、飞行高度，相机的焦距、曝光时间和相机平台的姿态信息。

优选地，步骤S3还包括：

在飞机飞行时,飞机俯仰方向产生像移速度，基于俯仰角的存在,使得像移速度在像面坐标系存在两个分量:前向像移速度Vp₁和垂直于CCD像面的分量Vp₂；

当光电吊舱的CCD像面平行于地面拍照时,即俯仰角为0时,地物像移速度V_D与飞机飞行速度V_r大小相等,方向相同；

V_D＝V_r (1)

此时,CCD像面上的像移速度V_P和地物像移速度V_D存在如下关系:

当飞机存在俯仰角时,光电吊舱的CCD像面产生了倾斜，将Vp沿平行于P轴方向和垂直于P轴方向分解成Vp1和Vp2,则:

根据预设的曝光时间为T,飞机飞行高度H，得到补偿运动伺服机构控制航空摄像机移动的位移量ΔS，ΔS为:

一种航空摄像移动控制方法，方法包括：

补偿运动伺服机构采用PID位置电流闭环反馈控制系统控制航空摄像机拍摄。

优选地，PID位置电流闭环反馈控制系统获取控制航空摄像机移动的位移量ΔS；

PID位置电流闭环反馈控制系统采用增量式控制方法，PID为输出占空比的增量，位移量ΔS进入前馈计算模块，进行微分处理，得到目标位移量的变化值，以目标位移量的变化值作为前馈量，直接加到PID控制的输出占空比上，使占空比信号增大或减小，控制航空摄像移动拍摄。

优选地，PID位置电流闭环反馈控制系统采用增量式控制方法，PID为输出占空比的增量，位移量ΔS进入前馈计算模块，进行微分处理，得到目标位移量的变化值；

再以电流的变化值作为前馈量，进行微分处理，得到目标电流的变化值；

以目标位移量的变化值和以目标电流的变化值作为前馈量，直接加到PID控制的输出占空比上，使占空比信号增大或减小，控制航空摄像移动拍摄。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明根据飞机的飞行高度、飞行速度和拍摄相机的焦距、曝光时间和相机平台的姿态信息，通过航空摄像位移量的获取驱动航空摄像机移动，补偿运动伺服机构运行的速度和相机快门拍摄时间点，消除由于在航拍过程中飞机的高速飞行，在单位曝光时间内目标与相机存在运动而产生的目标在焦平面的前向像移差和相机平台姿态引起的旋转像移偏差。通过航空摄像位移量的获取，使航空摄像机在拍摄曝光瞬间在空间上相对静止，完成了对拍摄目标的拍摄。本发明提高了无人机电力巡检拍摄过程中拍摄高质量图像的成功率和巡检的工作效率。

附图说明