一種基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于飛行器技術領域，尤其涉及一種基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統。
【背景技術】
[0002]飛艇作為一種被廣泛使用的航空器，具有空中懸浮能力，而且操作駕駛簡單方便，能夠在低空低速飛行，安全性能較好，對起落的場地要求不高，運營成本也比較低，且易于維護保養。
[0003]現有的通過飛艇拍攝的視頻數據無空間位置信息，無法利用飛艇拍攝的視頻數據制作視頻地圖。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統，旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述問題。
[0005]本發明實現方式如下:一種基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統，包括無障礙導航飛艇、飛艇無線通信模塊、攝像系統和視頻地圖服務器，所述飛艇無線通信模塊和攝像系統設置于無障礙導航飛艇上，所述攝像系統通過飛艇無線通信模塊與視頻地圖服務器連接，所述攝像系統用于拍攝飛艇的飛行視頻數據，記錄飛艇的時間及空間信息，并通過飛艇無線通信模塊將拍攝的視頻數據和時間及空間信息發送至視頻地圖服務器;所述視頻地圖服務器用于根據視頻數據與時空坐標信息自動繪制視頻地圖。
[0006]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述攝像系統包括視頻拍攝模塊、坐標記錄模塊和數據發送模塊；
[0007]所述視頻拍攝模塊用于根據旋翼飛艇的飛行規則對飛行區域進行立體覆蓋式視頻拍攝掃描；
[0008]所述坐標記錄模塊用于在拍攝視頻時同步記錄旋翼飛艇的時間及空間信息；
[0009]所述數據發送模塊用于通過飛艇無線通信模塊將拍攝的視頻數據和時間及空間信息發送至視頻地圖服務器。
[0010]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述視頻地圖服務器繪制視頻地圖的繪制方式為:接收并存儲視頻數據與時空坐標信息，對視頻數據進行分析及GIS處理后，自動生成室內(外)三維視頻地圖；所述三維視頻地圖中包括靜態環境及動態目標。
[0011]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述視頻數據和時間及空間信息的發送方式包括無線電數據鏈、WIFI或數據卡。
[0012]本發明實施例采取的技術方案還包括:還包括定位導航系統，所述定位導航系統包括飛艇定位導航模塊、地面定位控制點模塊和地面導航服務器;所述飛艇定位導航模塊設置于無障礙導航飛艇上，所述地面定位控制點模塊設置于室內(外)的多個關鍵位置，具有精確空間坐標值；
[0013]所述飛艇定位導航模塊用于對飛艇進行空間定位，動態獲取無障礙導航飛艇位置信息，通過與地面定位控制點模塊進行通信連接，利用三角測量原理獲取自身位置信息并將該位置信息及時間發送至地面導航服務器；
[0014]所述地面定位控制點模塊用于與飛艇定位導航模塊進行通信連接，交換位置信息，并與地面導航服務器進行實時通信與數據傳輸；
[0015]所述地面導航服務器信號連接于飛艇定位導航模塊和地面定位控制點模塊，通過內置程序計算飛艇定位導航模塊及地面定位控制點模塊的相對位置，獲取無障礙導航飛艇空間信息，根據飛艇位置信息、控制點坐標及規劃路徑進行三維導航。
[0016]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述無障礙導航飛艇上還設有碰撞感應模塊、動力控制模塊和超聲波發射感應模塊，所述碰撞感應模塊用于檢測碰撞信號，并將碰撞信號傳輸至動力控制模塊;所述超聲波發射感應模塊用于偵測無障礙導航飛艇四周的障礙物，發現障礙物則將障礙物及其距離信號傳輸至動力控制模塊;所述動力控制模塊根據碰撞信號或障礙物及其距離信號自動調整無障礙導航飛艇的動力、飛行姿態及飛行方向。
[0017]本發明實施例采取的技術方案還包括:還包括無線通信系統，所述無線通信系統包括飛艇無線通信模塊和地面無線通信模塊，所述飛艇無線通信模塊與動力控制模塊相集成;所述無線通信系統用于完成地面站到無障礙導航飛艇的遙控指令的發送接收，以及無障礙導航飛艇到地面站的遙測數據或視頻圖像的發送接收，并將地面站的遙控指令傳輸至動力控制模塊，所述動力控制模塊根據地面站的遙控指令調整無障礙導航飛艇的動力、飛行姿態及飛行方向。
[0018]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述定位導航模塊的導航方式為:地面導航服務器向飛艇無線通信模塊發送導航信息，飛艇無線通信模塊將導航信息傳輸至動力控制模塊，動力控制模塊根據導航信息控制無障礙導航飛艇前后、上下、左右、快慢運動模式，實現三維導航飛行;或通過地面無線通信模塊發送人工指令進行遙控飛行。
[0019]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述無線通信系統采用WIFI連接或無線電數據鏈路，所述無線電數據鏈路分為上行鏈路和下行鏈路，上行鏈路完成地面站到飛艇遙控指令的發送接收，下行鏈路完成飛艇到地面站的遙測數據或視頻圖像的發送接收，并根據定位信息的傳輸，利用上下行鏈路進行測距。
[0020]本發明實施例采取的技術方案還包括:所述攝像系統包括多個攝像裝置，所述多個攝像裝置安裝在無障礙導航飛艇的不同位置;所述視頻地圖服務器根據視頻數據與時空坐標信息自動生成室內(外)三維視頻地圖具體包括:獲取所述攝像裝置位置坐標，并根據其拍攝參數進行視頻空間標定，將拍攝視頻數據投影到現實地理空間；在所述視頻數據中增加空間位置信息，形成飛行定位視頻;將所述飛行定位視頻分時段按照其拍攝坐標點位置立體投影到電子地圖相應位置的立體球形坐標系上，形成三維視頻地圖。
[0021]本發明實施例的基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統通過定位導航系統動態獲取無障礙導航飛艇的位置信息，并根據位置信息、控制點坐標及規劃線路進行室內(外)三維導航，實現人工控制+地圖導航相結合的三維、智能、無障礙飛行;通過增加碰撞感應、超聲波發射感應模塊，在飛行過程中自動偵測及避讓障礙物，或在發生碰撞后自動調整飛行路線，從而有效避免墜落、中斷及損壞，實現了自主智能，使無障礙導航飛艇能夠克服外部約束，在室內(外)開展無障礙、定點、定向、基于規劃線路的三維自動導航飛行，在此基礎上通過在旋翼飛艇上安裝攝像系統進行室內(外)立體空間視頻采集并形成視頻地圖，替代無人機攝像，具有安全、穩定、持續、高質量、自動控制等優點。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明實施例的基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0024]請參閱圖1，是本發明實施例的基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統的結構示意圖。本發明實施例的基于無障礙導航飛艇的視頻地圖繪制系統包括飛艇、定位導航系統、無線通信系統、攝像系統和視頻地圖服務器;其中，定位導航系統由飛艇定位導航模塊、地面定位控制點模塊、地面導航服務器組成，無線通信系統由飛艇無線通信模塊及地面無線通信模塊組成，飛艇定位導航模塊、飛艇無線通信模塊和攝像系統分別設置于飛艇上，且飛艇定位導航模塊通過地面無線通信模塊與地面導航服務器相連，攝像系統通過飛艇無線通信模塊與視頻地圖服務器連接;定位導航系統用于動態獲取飛艇飛行中位置信息，根據自身位置信息、控制點坐標及規劃線路實現室內(外)三維導航飛行或人工控制飛行;攝像系統用于根據飛艇的飛行規則進行視頻拍攝掃描，記錄飛艇的時間及空間信息，并通過飛艇無線通信模塊將拍攝的視頻數據和時間及空間信息發送至視頻地圖服務器，攝像系統包括多個攝像裝置，多個攝像裝置安裝在無障礙導航飛艇的不同位置;視頻地圖服務器用于根據視頻數據與時空坐標信息自動生成室內(外)三維視頻地圖。
[0025]無障礙導航飛艇上還設有碰撞感應模塊、超聲波發射感應模塊及動力控制模塊，碰撞感應模塊、超聲波發射感應模塊和飛艇無線通信模塊分別與動力控制模塊相集成，定位導航模塊與飛艇無線通信模塊及動力控制模塊連接;具體地，
[0026]碰撞感應模塊設置于飛艇艇囊外側的多個突出部位，用于在發生碰撞時檢測碰撞信號，并將碰撞信號傳輸至動力控制模塊，動力控制模塊根據碰撞信號自動調整飛艇動力、飛行姿態及飛行方向；在本發明實施例中，飛艇的旋翼四周還設有碳纖維護欄，碰撞感應模塊還設置于碳纖維護欄的突出部位上，通過碳纖維護欄保護旋翼，避免碰撞導致損壞。
[0027]超聲波發射感應模塊設置于飛艇的前后部位，用于偵測飛艇四周一定范圍內的障礙物，發現障礙物則將障礙物及距離信號傳輸至動力控制模塊，動力控制模塊根據障礙物及距離信號自動改變飛行姿態及路線，使飛艇及時避讓碰撞。
[0028]無線通信系統用于完成地面站到飛艇的遙控指令的發送接收，以及飛艇到地面站的位置數據或視頻圖像的發送接收，并將地面站的遙控指令傳輸至動力控制模塊，動力控制模塊根據地面站的遙控指令調整飛艇動力、飛行姿態及飛行方向，實現飛艇人工控制;其中，無線通信系統可采用WIFI連接或無線電數據鏈路，后者作為多模式通信系統，分為上行鏈路和下行鏈路，上行鏈路完成地面站到飛艇遙控指令的發送接收，下行鏈路完成飛艇到地面站的遙測數據或視頻圖像的發送接收，并根據定位信息的傳輸，利用上下行鏈路進行測距;無線電數據鏈路的調制模式包括2FSK、BPSK、OFDM及直接擴頻等。
[0029]定位導航系統包括飛艇定位導航模塊、地面定位控制點模塊和地面導航服務器，飛艇定位導航模塊設置于無障礙導航飛艇上，地面定位控制點模塊設置于室內(外)的多個關鍵位置，具有精確空間坐標值;具體地:
[0030]飛艇定位導航模塊用于對飛艇進行空間定位，動態獲取無障礙導航飛艇位置信息，通過與地面定位控制點模塊進行通信連接，利用三角測量原理獲取自身位置信息并將該位置信息及時間發送至地面導航服務器；
[0031]地面定位控制點模塊用于與飛艇定位導航模塊進行通信連接，交換位置信息，并與地面導航服務器進行實時通信與數據傳輸；