[发明专利]无人机、无人机控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种无人机控制方法，适用于具有摄影机以拍摄目标的无人机，其特征在于，所述控制方法包括：

在第一时间取得第一影像；

通过所述摄影机在所述第一时间之后的第二时间取得第二影像；

通过运算装置根据所述第一影像及所述第二影像分别计算出多个特征点；

通过所述运算装置选取第一特征点集合及第二特征点集合，所述第一特征点集合包括所述第一影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点，所述第二特征点集合包括所述第二影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点；

通过所述运算装置根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合计算出第一轴向位移及第二轴向位移；

通过所述运算装置根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合分别计算出第一感兴趣区域面积及第二感兴趣区域面积，且所述运算装置还根据所述第一感兴趣区域面积及所述第二感兴趣区域面积计算出第三轴向位移；以及

通过控制装置根据所述第一轴向位移、所述第二轴向位移及所述第三轴向位移调整所述摄影机的姿态或所述无人机的飞行路径。

2.如权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，在所述运算装置计算出所述特征点之前，还包括所述运算装置根据所述第一影像及所述第二影像计算总差异量，当所述总差异量小于阈值时，通过所述摄影机重新取得所述第二影像。

3.如权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述运算装置通过尺度不变特征转换算法取得所述特征点。

4.如权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述运算装置使用主成分分析选取所述第一特征点集合及所述第二特征点集合。

5.如权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，在计算出所述第一轴向位移及所述第二轴向位移之前，所述运算装置使用K-均值聚类法将所述特征点分类以计算所述第一轴向位移及所述第二轴向位移。

6.如权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，在所述摄影机取得所述第一影像之前，还包括通过所述控制装置设置所述无人机的飞行路径。

7.一种无人机控制系统，包括：

摄影机，用以取得无人机飞行过程中的第一影像及第二影像，其特征在于，所述第一影像在第一时间拍摄，所述第二影像在第二时间拍摄，且所述第一时间早于所述第二时间；

运算装置，电性连接所述摄影机，所述运算装置用以根据所述第一影像及所述第二影像计算所述无人机从所述第一时间到所述第二时间的位移向量，所述位移向量包括第一轴向位移、第二轴向位移及第三轴向位移，所述运算装置包括：

位移运算模块，用于根据所述第一影像及所述第二影像分别计算出多个特征点，并用于选取第一特征点集合及第二特征点集合，其中，所述第一特征点集合包括所述第一影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点，所述第二特征点集合包括所述第二影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点，所述位移运算模块根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合计算出所述第一轴向位移及所述第二轴向位移；

深度运算模块，耦接所述位移运算模块，所述深度运算模块用于根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合分别计算出第一感兴趣区域面积及第二感兴趣区域面积，并用于根据所述第一感兴趣区域面积及所述第二感兴趣区域面积计算出所述第三轴向位移；以及

控制装置，电性连接所述运算装置，所述控制装置用于根据所述位移向量选择性地调整云台以改变所述摄影机的拍摄姿态或调整所述无人机的飞行路径。

8.如权利要求7所述的无人机控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括定时器用于累计所述第一时间及所述第二时间的间隔时间。

9.如权利要求7所述的无人机控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括定位装置用于取得所述无人机的世界坐标，且所述控制装置根据世界坐标及所述位移向量调整所述无人机的飞行路径。

10.一种无人机，其特征在于，包括：

飞行系统，包括：桨翼，可以旋转以提供所述无人机上升浮力；马达，通过主轴连接所述桨翼，所述马达用于提供所述桨翼旋转的动力；以及马达驱动装置，电性连接至所述马达且根据飞行控制命令致动所述马达；

控制系统，包括：摄影机，用以取得所述无人机飞行过程中的第一影像及第二影像，其中，所述第一影像在第一时间取得，所述第二影像在第二时间取得，且所述第一时间早于所述第二时间；运算装置，电性连接所述摄影机，所述运算装置用以根据所述第一影像及所述第二影像计算所述无人机从所述第一时间到所述第二时间的位移向量，所述位移向量包括第一轴向位移、第二轴向位移及第三轴向位移，所述运算装置包括：

位移运算模块，用于根据所述第一影像及所述第二影像分别计算出多个特征点，并用于选取第一特征点集合及第二特征点集合，其中，所述第一特征点集合包括所述第一影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点，所述第二特征点集合包括所述第二影像的所述多个特征点之中的至少三个特征点，所述位移运算模块根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合计算出所述第一轴向位移及所述第二轴向位移；以及深度运算模块，耦接所述位移运算模块，所述深度运算模块用于根据所述第一特征点集合及所述第二特征点集合分别计算出第一感兴趣区域面积及第二感兴趣区域面积，并用于根据所述第一感兴趣区域面积及所述第二感兴趣区域面积计算出所述第三轴向位移；以及控制装置，电性连接所述运算装置，所述控制装置用于根据所述位移向量选择性地发送云台调整命令以调整所述摄影机的拍摄姿态或发送所述飞行控制命令以调整所述无人机的飞行路径；

云台，电性连接所述摄影机及所述控制装置，所述云台具有伺服马达，所述云台用于接收所述云台调整命令以驱动所述伺服马达调整所述摄影机的拍摄姿态；以及

机架，用于承载所述飞行系统、所述控制系统及所述云台。