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基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法

阅读：615发布：2020-11-21

专利汇可以提供基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种全景摄影术，进一步涉及一种基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法。过程包括：无人直升机携带数码相机飞行到第一个拍摄地点上空；调整高度；保持机身水平；调整镜头与水平面的夹角；开始连续拍摄，同时保持机身匀速水平旋转；将飞机转移到第N个拍摄地点，重复以上拍摄过程；针对每个拍摄地点，合成全景图；制作电子地图，并建立链接，每个链接对应一张全景图。本发明拍摄中的机身旋转速度可以根据相机的连拍速度性能进行自动选取，镜头俯拍角度可根据拍摄对象面积自动选取，实现了操作的简便性。，下面是基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于，包括：
第一步：空中拍摄；具体过程为：
飞机携带可连续拍摄的数码相机飞行到第一个拍摄地点上空；调整高度；保持机身水平；调整相机镜头与水平面的夹角；开始连续拍摄，同时保持无人机机身匀速水平旋转，确保相邻连续拍摄的照片有80％以上的重合度；
将飞机转移到第N个拍摄地点，重复以上拍摄过程；
第二步：全景照片合成，具体过程为：
针对每个拍摄地点，选取一定数量的照片拼接合成全景图；制作电子地图，将所有的拍摄地点按照地图的经纬度标在电子地图上，并建立链接，每个链接对应一张全景图。
2.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：无人机通过GPS定位系统到达指定的拍摄地点。
3.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：当飞机飞行高度在等于或大于10米时，采用光学高度测量仪确定飞机的拍摄高度，当飞机飞行高度小于10米时，采用超声波测量系统确定飞机的拍摄高度。
4.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：拍摄高度的确定遵循以下规律：
当拍摄面积小于0.5平方公里，高度为80-100米；当拍摄面积大于或等于0.5平方公里且小于或等于1平方公里时，高度为100-140米；当拍摄面积大于1平方公里时，高度为
140米以上。
5.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：所述相机镜头与水平面的夹角根据拍摄面积确定，当拍摄面积小于0.5平方公里，夹角为45度；当拍摄面积大于或等于0.5平方公里且小于或等于1平方公里时，夹角为30度；当拍摄面积大于1平方公里时，夹角为20度。
6.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：所述无人机的旋转速度按照以下公式确定：拍摄张数/相机连拍速度＝
360°/无人直升机旋转角速度。
7.根据权利要求1所述基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法，其特征在于：所述无人机的水平姿态依靠三个陀螺式惯性导航系统来实现。

说明书全文

基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制

作方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种全景摄影术，进一步涉及一种基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法。背景技术：

[0002] 传统的全景系统是在地面将相机固定在三脚架上，在一个点上旋转360°进行拍照，然后在计算机中利用软件进行后期处理、拼接，合成全景系统，此种方法基于地面上的平面视角，视角不开阔，与人的视角一致，有很大的局限性。发明内容：

[0003] 本发明提出了借助无人直升机来实现空中航拍，实现了基于无人直升机航拍的360°空中全景互动漫游系统的制作方法。

[0004] 基于无人直升机航拍的空中全景互动漫游系统的制作方法，过程包括：

[0005] 第一步：空中拍摄；具体过程为：

[0006] 无人直升机携带可连续拍摄的数码相机飞行到第一个拍摄地点上空；调整高度；保持机身水平；调整相机镜头与水平面的夹角；开始连续拍摄，同时保持无人直升机机身匀速水平旋转，确保相邻连续拍摄的照片有80％以上的重合度；

[0007] 将飞机转移到第N个拍摄地点，重复以上拍摄过程；

[0008] 第二步：全景照片合成，具体过程为：

[0009] 针对每个拍摄地点，选取一定数量的照片拼接合成全景图；制作电子地图，将所有的拍摄地点按照地图的经纬度标在电子地图上，并建立链接，每个链接对应一张全景图。

[0010] 上述无人直升机通过GPS定位系统到达指定的拍摄地点上空。当无人直升机飞行高度在等于或大于10米时，采用光学高度测量仪确定飞机的拍摄高度，当无人直升机飞行高度小于10米时，采用超声波测量系统确定飞机的拍摄高度。

[0011] 拍摄高度的确定遵循以下规律：当拍摄面积小于0.5平方公里，高度为80-100米；当拍摄面积大于或等于0.5平方公里且小于或等于1平方公里时，高度为100-140米；当拍摄面积大于1平方公里时，高度为140米以上。

[0012] 所述相机镜头与水平面的夹角根据拍摄面积确定，当拍摄面积小于0.5平方公里，夹角为45度；当拍摄面积大于或等于0.5平方公里且小于或等于1平方公里时，夹角为30度；当拍摄面积大于1平方公里时，夹角为20度。

[0013] 所述无人直升机的旋转速度按照以下公式确定：拍摄张数/相机连拍速度＝360°/无人直升机旋转角速度。

[0014] 所述无人直升机的水平姿态依靠三个陀螺式惯性导航系统来实现。

[0015] 本发明相对于现有技术的优点在于：

[0016] (一)本发明可以调节无人直升机的悬停高度，使空中俯拍的角度选择更加自由，从而可以根据相机镜头的光学性能、被拍对象面积等因素来选择悬停高度，保证高质量的原始画面。

[0017] (二)本发明拍摄中的机身旋转速度可以根据相机的连拍速度性能进行自动选取，镜头俯拍角度可根据拍摄对象面积自动选取，实现了操作的简便性。

[0018] (三)本发明在后期制作中引入了电子地图，方便地向观察者提供了空中观察点。附图说明：

[0019] 图1是本发明拍摄过程示意图。

[0020] 图2是本发明制作的电子地图链接方式示意图。具体实施方式：

[0021] 实施例1：

[0022] 无人直升机参数：

[0023]

[0024] 第一步：空中拍摄；

[0025] 第一拍摄地点的拍摄范围是800米*1200米，使用相机为佳能5DMARK2，佳能EF20mm f/2.8 USM镜头；光圈10，快门1/640，ISO400；连拍速度设定为：3.9张/秒；相机镜头向下倾斜，与水平面的夹角为30度。

[0026] 具体过程为：

[0027] 在地面准备过程中将无人直升机的飞行自动驾驶系统以及遥控摄像系统与地面站链接成功，然后由第一操纵手遥控起飞或者自主起飞(利用超声波测量系统在10米以下的低空中对高度定位的功能实现自主起飞)。

[0028] 磁罗盘(品牌：HMC型号：5843)利用地磁场水平分量作定向基准测量无人直升机磁航向，对无人直升机的飞行方向做出精确地指示；飞机携带相机飞行到第一个拍摄地点上空，无人直升机将悬停地点的经纬度坐标和高度数据通过微波无线图像传输设备实时传回地面站，第一操纵手将无人直升机精确定位在所要拍摄点的经纬度上。借助气压计(品牌：PCB型号：HPA/HPB)和光学高度测量仪(品牌：Captron型号：P-series)调整高度到距离地面150米；借助安装在无人直升机上的3个陀螺的惯性导航系统(品牌：Aeron型号：ARN-NS0535)，保持机身水平；开始3.9张/秒的连续拍摄，同时保持无人机机身以46.8度/秒的角速度匀速水平旋转，每360度至少拍摄30张照片，重复旋转3次以上，确保相邻连续拍摄的照片有80％以上的重合度。

[0029] 完成第一拍摄地点后，由于距离第二拍摄地点较远，第一操纵手操纵无人直升机遥控降落，开车前往第二拍摄地点。

[0030] 第二拍摄地点的拍摄范围是600米*700米，使用相机为佳能5DMARK2，佳能EF20mm f/2.8 USM镜头；光圈10，快门1/640，ISO400；连拍速度设定为：3.9张/秒；相机镜头向下倾斜，与水平面的夹角为45度。

[0031] 除高度参数为100米外，其它参数与第一拍摄地点的参数相同。

[0032] 第三拍摄地点的拍摄范围是1000米*1800米，使用相机为佳能5D MARK2，佳能EF20mm f/2.8 USM镜头；光圈10，快门1/640，ISO400；连拍速度设定为：3.9张/秒；相机镜头向下倾斜，与水平面的夹角为20度。

[0033] 除高度参数为250米外，其它参数与第一拍摄地点的参数相同。

[0034] 第四拍摄地点的拍摄范围是900米*900米，使用相机为佳能5DMARK2，佳能EF20mm f/2.8 USM镜头；光圈10，快门1/800，ISO400；连拍速度设定为：3.9张/秒；相机镜头向下倾斜，与水平面的夹角为30度。

[0035] 除高度参数为120米外，其它参数与第一拍摄地点的参数相同。

[0036] 第五拍摄地点的拍摄范围是1000米*1200米，使用相机为佳能5D MARK2，佳能EF20mm f/2.8 USM镜头；光圈10，快门1/1000，ISO200；连拍速度设定为：3.9张/秒；相机镜头向下倾斜，与水平面的夹角为20度。

[0037] 除高度参数为150米外，其它参数与第一拍摄地点的参数相同。

[0038] 第二步：后期制作

[0039] 照片筛选

[0040] 根据空中拍摄照片的成像，焦点，色彩，重合度等条件筛选出最适合合成全景的一组360°照片(每组照片数量为30张)，从该组照片中选取12张用于合成全景图。所选照片需要成像清晰，焦点准确，色彩丰富，用于合成高清晰度的全景图，减少对全景图的调整；因为数码相机所拍照片的中心成像和边缘成像的清晰度不同，每张照片只有20％到40％的部分可供使用，因此要求每相邻的两张照片至少要有80％的部分重合。

[0041] 使用panorama软件合成全景图。将第一拍摄地点筛选出的12张照片进行拼接，合成每个拍摄地点的全景图。使用Photoshop软件对合成好的全景图进行亮度、对比度、色阶、饱和度等调整，使全景图的清晰度更高，色彩更丰富，画面更真实。

[0042] 重复以上步骤，完成第二、三、四、五拍摄地点的全景图。

[0043] 制作全景文件：

[0044] 在KRPanoGUI软件环境下导入每个拍摄地点的全景图，同时设置第一拍摄地点全景图的初始视角(即全景启动后显示的视角)；添加启动界面LOGO，用于显示方向角度指北针，控制按钮(包括缩放按钮，俯仰按钮，旋转按钮)；下载Google地图，在Google地图与实际地点相对应的位置上标注第一拍摄地点，链接到对应的全景文件；设置全景图画质，渲染效果，背景音乐；导出全景互动漫游系统。

[0045] 重复以上步骤，制作其它第二、三、四、五全景文件。

[0046] 将第一、二、三、四、五全景文件放在同一个文件夹内，用IE浏览器播放任意一个全景文件，点击Google地图上设置好的兴趣点，即可浏览与该兴趣点相对应的全景，实现全景互动漫游。

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