一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，包括：自外感知模块、信息融合模块和主控制模块，其中，自外感知模块用于通过多个传感器融合对航拍飞行器的内部与外部状态进行实时探测感知，获取航拍飞行器的内部与外部状态信息；信息融合模块用于将飞行器的内部与外部状态信息通过集中型拓扑结构汇聚到一决策层，并在决策层中进行多传感器信息融合后，进行一致性决策，输出导航控制信号；主控制模块用于根据导航控制信号，采取三维导航方式进行航拍飞行器状态实时调整和控制，实现航拍飞行器的水平自主导航和垂直自主导航。本发明专利技术还公开了一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高清视频航拍系统领域，特别是涉及一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统。
技术介绍
航拍技术快速发展，航拍飞行器的市场需求也急剧增大，其应用范围包括远程航拍、城市安防、边境安放、地貌测绘等。随着国家安全重要性的日益提升，在安全方面的应用逐渐凸显其重要性。而目前绝大多数航拍系统都是人为操控，在智能化趋势日益加速的今天，通过人来操控不但会造成人力成本的浪费，还大大限制其使用范围。 智能导航系统是一种通过自外感知来获取内部和外部状态信息，再将其处理、融合、分析，最后做出“决策”，以此为依据来控制航拍飞行器的飞行姿态、速度、高度等，最终达到通过智能化手段来代替人为操控的目的。 目前市场上用于高清航拍的飞行器主要以多旋翼为主，控制其前进、后退、悬停都是通过无线遥控器完成，这样就造成了其飞行范围小，使用条件受到极大限制，尤其应用于安全领域后，无法达到无人智能飞行的要求。并且飞行器自身传感系统简单单一，无法全面获取自身信息和外部环境信息需要通过人眼判断障碍物，这大大降低了其飞行可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，包括：自外感知模块：用于通过多个传感器融合对航拍飞行器的内部与外部状态进行实时探测感知，获取所述航拍飞行器的内部与外部状态信息；信息融合模块：用于将所述飞行器的内部与外部状态信息通过集中型拓扑结构汇聚到一决策层，并在所述决策层中进行多传感器信息融合后，进行一致性决策，输出导航控制信号；主控制模块：用于根据所述导航控制信号，采取三维导航方式进行所述航拍飞行器状态实时调整和控制，实现所述航拍飞行器的水平自主导航和垂直自主导航。

【技术特征摘要】
1.一种高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，包括: 自外感知模块:用于通过多个传感器融合对航拍飞行器的内部与外部状态进行实时探测感知，获取所述航拍飞行器的内部与外部状态信息； 信息融合模块:用于将所述飞行器的内部与外部状态信息通过集中型拓扑结构汇聚到一决策层，并在所述决策层中进行多传感器信息融合后，进行一致性决策，输出导航控制信号; 主控制模块:用于根据所述导航控制信号，采取三维导航方式进行所述航拍飞行器状态实时调整和控制，实现所述航拍飞行器的水平自主导航和垂直自主导航。2.根据权利要求1所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述决策层的多传感器信息融合为将所述传感器的信息采取分别决策再将所述决策的结果采取集中分析融合，最终获得所述导航系统的一致性决策。3.根据权利要求1所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述三维导航方式为在二维导航方式中引入高度控制，并将GPS传感器导航、无线电导航和惯性导航相融合的导航方式。4.根据权利要求1所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述自外感知模块还包括: 自感知模块:用于通过所述多个传感器融合对所述航拍飞行器的内部状态进行实时探测感知，获取所述航拍飞行 器的内部状态信息； 外感知模块:用于通过所述多个传感器融合对所述航拍飞行器外部环境状态进行实时探测感知，获取所述航拍飞行器外部状态信息。5.根据权利要求4所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述自感知模块包括: 方向自感知模块:用于通过所述传感器获取所述航拍飞行器的方向信息，进行飞行器的飞行方向和飞行姿态的感知； 速度自感知模块:用于通过采用微GPS传感器进行所述航拍飞行器的飞行速度信息的采集，并通过多普勒原理，采用多普勒观测值计算所述飞行速度； 位置自感知模块:用于通过与所述速度自感知模块相同的所述微GPS传感器进行所述航拍飞行器所处位置信息采集； 高度自感知模块:用于通过所述传感器获取所述航拍飞行器的飞行高度信息，采取无线电高度确定基准高度，气压高度确定相对高度，并采用起飞点的实测温度进行高度补偿的高度自感知方案，进行所述航拍飞行器的高度自感知； 温度自感知模块:用于通过温度传感器采集所述航拍飞行器的自身温度信息。6.根据权利要求4所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述外感知模块包括: 自动目标识别模块:用于识别与所述导航系统的目标特征库匹配的特定目标，通过获取到的图像数据，采用基于机器视觉的快速图像处理方法，提取航拍的视频中符合既定特征的目标，进行自动目标识别； 障碍物外感知模块:用于采取超声波传感器和高分辨率图像传感器融合的多传感器融合方式获取飞行路线上的障碍物信息，为所述航拍飞行器躲避障碍物提供依据；光照外感知模块:用于感知外部环境的光照情况，获取所述航拍飞行器的外部可见光和红外光的光照信息； 温度外感知模块:用于感知外部环境温度情况，获取所述航拍飞行器的外部温度信息，通过温度传感器和红外成像仪组合，实现外部环境温度的感知； 高清视频采集模块:用于获取高清视频图像，为航拍和目标识别提供依据。7.根据权利要求1所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述主控制系统包括: 飞行姿态参数输出模块:用于将所述多传感器信息融合模块生成的导航控制信号进一步处理成所述航拍飞行器的导航所需的各种导航参数； 导航控制模块:用于根据所述导航参数，采取所述三维导航方式进行所述航拍飞行器的水平自主导航和垂直自主导航。8.根据权利要求7所述的高清视频航拍多模传感器自外感知智能导航系统，其特征在于，所述导航控制模块还包括: 飞行速度调整模块:用于根据分析所述飞行速度信息改变所述航拍飞行器飞行速度以达到最佳飞行状态； 飞行高度调整模块:用于根据所述飞行高度信息，进行所述航拍飞行器避障和调整航拍距离； 飞行姿态调整模块:用于根据所述导航参数，改变所述航拍飞行器航拍角度、目标追踪和避障； 飞行方向调整模块:用于根据所述方向信息，进行所述航拍飞行器的目标追踪和航线规划。9.一种高清视频航拍多模传感器自外感知智...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓超，苏威积，裴彦杰，林秀春，肖鹏，钟松延，黄敏君，董一伯，杜丽，张力，刘攀，孟飞，董博，赵薇，牛坤，张健，刘雨睿，王东东，张春杰，黄传鹤，
申请(专利权)人：北京计算机技术及应用研究所，北京航天爱威电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11