[发明专利]捕获图像的方法、相关计算机程序和捕获视频的电子系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用固定翼无人机机载的摄像机捕获视频的方法，所述摄像机包括图像传感器。

固定翼无人机特别是“伞翼”类型。下文中，“无人机”指飞行器上没有飞行员的飞行器。无人机是自主的，或远程驾驶，特别是使用控制杆来远程驾驶。

本发明还涉及包括软件指令的计算机程序，所述软件指令在通过计算机执行时实现该用于捕获视频的方法。

本发明还涉及用于捕获视频的电子系统，其包括固定翼无人机和固定翼无人机机载的摄像机，所述摄像机包括图像传感器。

背景技术

旋转翼无人机是已知的，例如可以按需要保持固定位置以及缓慢移动的四轴直升机类型，这使得它们更容易驾驶，即使对于没有经验的用户也是如此。

固定翼无人机，更特别是那些“帆翼”型无人机，可以高速移动，通常高达80公里/小时，但与旋转翼无人机相比，由于对从控制杆发送的驾驶指令具有非常高的反应性以及需要保持大于起飞速度的最小飞行速度，所以相当难以驾驶。

在旋转翼无人机的情况下，这些困难相当严重。的确，这些无人机没有尾翼和垂直稳定器，因此没有可动的垂直转向控制面(例如在常规飞行器的情况下，放置在垂直稳定器上的襟翼)。通过控制面的方式，为帆翼提供放置在机翼后缘上的只有两个移动的襟翼：这些襟翼在相同方向上的移动改变无人机的俯仰姿态(角度θ)，而这两个襟翼在相反方向上的移动改变无人机的滚转姿态(角度)，并且除了对发动机额定功率的控制之外，滚转姿态没有其他的空气动力学轨迹控制装置。

因此，为了使无人机移动，用户必须用其控制杆控制两个襟翼的位置来改变无人机的俯仰和滚转姿态，这种改变可能伴随着速度的增加或减少。

这样的驾驶模式绝对不容易或直观，并且由于相对于设有垂直稳定器的飞行器而言帆翼非常不稳定的性质，特别是在转弯时，难度进一步增加。

已经开发出允许用户、甚至初学的用户来优化固定翼无人机、特别是帆翼型无人机的驾驶。这样的解决方案基于用户使用简单的飞行命令(以下称为“驾驶指令”)，如“右转”或“左转”、“上升”或“下降”、“加速”或“减速”，这些指令例如使用控制杆的操纵杆产生。

也可以为这种固定翼式无人机提供用于执行特定任务的设备。特别是可以为固定翼无人机配备具有图像传感器以拍摄视频的摄像机。

图像传感器例如与鱼眼类型的半球形镜头相关联，鱼眼类型的半球形镜头即覆盖约180°或更大的广角来覆盖视场的镜头。摄像机包括图像传感器和位于图像传感器前方的镜头，使得图像传感器通过镜头检测图像。

无人机的摄像机可以用于“浸入式”驾驶，即用户就像他自己在无人机上一样以同样方式使用摄像机的图像。它也可以用于捕获无人机正朝着其移动的场景的系列图像。

对于使用摄像机获得的图像，期望是在沿着相对无人机飞行阶段的相关拍摄基准获得的，而无需改变相对于固定翼无人机保持不动的摄像机的实际朝向。

在下文中，“飞行阶段”是指无人机的特征飞行状态(即飞行情景)，包括没有飞行(即固定翼无人机在地面上)，飞行状态由一组参数识别，各组参数随着不同飞行状态而相互不同。

事实上，根据固定翼无人机的飞行阶段，即，例如固定翼无人机根据来自用户的驾驶指令正在转弯、直线飞行、上升、下降、起飞、着陆的飞行阶段期间，使拍摄基准，即施加摄像机的指示方向，保持不变是不相关的。

发明内容

于是，本发明的目的之一是提出一种使用固定翼式无人机机载的摄像机拍摄视频的方法，该摄像机包括图像传感器，允许用户获取适应飞行阶段的拍摄以使视频更加合意，特别是当用户佩戴有第一人称观察(FPV)系统时。

为此，本发明涉及一种使用固定翼无人机机载的摄像机捕获视频的方法，所述摄像机包括图像传感器，所述固定翼无人机包括被构造成测量固定翼无人机的滚转角、俯仰角和/或偏航角的惯性单元，所述方法包括获取一个以上图像，所述一个以上图像对应于传感器中尺寸比传感器尺寸小且关联于拍摄基准的区域，所述区域的位置根据作为固定翼无人机的滚转角、俯仰角和/或偏航角函数得到的拍摄基准的朝向确定。

根据本发明的视频捕获方法，可以使用固定翼无人机机载的摄像机与飞行阶段(即状态)无关地朝向优化方向获取视频，无人机姿态由欧拉角(Euler angles)，即俯仰角、滚转角和偏航角，中的至少一个表征

换句话说，根据本发明的方法可以基于目前的飞行阶段来调整固定翼无人机机载摄像机所指向的方向。