一种云台控制方法及系统技术方案

一种云台控制方法及系统，所述云台控制方法包括：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像(101)；从所述图像中提取参照物(102)；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角(103)；根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态(104)。能够有效减少图像传感器的歪脖子现象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种云台控制方法及系统
本专利技术涉及航拍
，尤其涉及的是一种云台控制方法及系统。
技术介绍
用于航拍的无人机通常包括机身、云台和相机，在无人机的飞行过程中通常要求飞行姿态保持平衡，在航拍过程中通常也要求云台调整相机姿态至平衡。无人机的飞控通过融合各种传感器检测的姿态数据，估计出姿态，从而控制姿态的平衡。同样，云台也估计自身的姿态，云台按照一定频率获取飞控的姿态数据，用以校正自身估计的姿态。因此，当飞控或者云台的姿态数据估计错误时，相机就会受到错误的姿态调整，导致出现相机在俯仰角方向和滚转角方向倾斜的现象，俗称“歪脖子”现象，由于相机出现歪脖子现象，从而导致航拍的照片/视频发生变形。为了在保证无人机飞行的安全系数不减小的前提下，同时提高航拍的质量，同时增加无人机飞行的安全系数，人们提出在无人机航拍照片上检测水平线，通过保证水平线水平，从而反馈调节云台和机身的姿态。
技术实现思路
云台控制方法及系统，能够解决现有技术中检测水平线的精度较低导致航拍质量不高的问题。第一方面提供一种云台控制的方法，云台搭载图像传感器，可通过云台控制系统控制云台的姿态，从而控制图像传感器的姿态，所述方法包括：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角；根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态。在一些可能的设计中，所述从所述图像中提取参照物，包括：提取所述图像中的特征；确定所述特征的特征值；根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物。其中，所述特征包括直线、规则曲线、或者点中的至少一项。在一些可能的设计中，当所述特征为直线时，所述确定所述特征的特征值，包括：确定所述直线两侧区域的灰度、直线两侧区域的颜色、直线的均匀性、或者直线的角度中的至少一项。在一些可能的设计中，所述根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物，包括：从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物。在一些可能的设计中，从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物，包括：通过最小二乘法获得与特征值大于所述预设阈值的直线中的每条直线同时平行或者垂直时误差最小的直线作为所述参照物。在一些可能的设计中，所述从所述图像中提取参照物之前，所述方法还包括：获取姿态传感器检测到的所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角；根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述图像进行投影变换。在一些可能的设计中，所述姿态角包括俯仰角和横滚角，所述根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述图像进行投影变换，包括：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的俯仰角计算得到第一旋转矩阵，以及根据所述图像传感器拍摄所述图像时的横滚角计算得到第二旋转矩阵；将所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵相乘，得到整体旋转矩阵；根据所述整体旋转矩阵，对所述图像上的像素点的坐标进行坐标变换。在一些可能的设计中，从所述图像中提取参照物之前，或者对所述图像进行投影变换之前，所述方法还包括：对所述图像进行畸变校正。在一些可能的设计中，所述根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角，包括：计算所述参照物在所述预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵，所述特定方向可包括由姿态传感器检测到的水平方向、垂直方向、或者预设方向中的至少一项；将所述旋转矩阵分解，获得所述图像传感器的偏移姿态角。在一些可能的设计中，所述确定所述参照物在预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵之前，所述方法还包括：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述参照物进行逆投影变换。在一些可能的设计中，所述根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态，包括：控制所述云台的动力装置调整所述图像传感器的姿态，以使得调整后的所述图像传感器拍摄的图像中的参照物和所述特定方向一致。在一些可能的设计中，从所述图像中提取参照物之前,所述方法还包括：确定当前的拍摄场景，所述拍摄场景包括自然场景或建筑场景。在一些可能的设计中，所述云台安装在可移动物体上，所述确定当前的拍摄场景，至少包括以下之一：根据所述图像的内容确定所述拍摄场景；根据拍摄所述图像时的位置信息确定所述拍摄场景。在一些可能的设计中，所述图像包括至少两张图像，所述从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角，包括：提取所述至少两张图像中的参照物；将所述至少两张图像中的参照物进行拟合，得到拟合参照物；根据所述拟合参照物在所述预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角。在一些可能的设计中，所述方法还包括：当确定所述偏移姿态角大于预设角度阈值时发出提醒信号。在一些可能的设计中，所述云台可用于安装在可移动物体上。所述可移动物体包括无人机、手持设备。第二方面提供一种云台控制系统，具有实现对应于上述第一方面提供的云台控制的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块，所述模块可以是软件和/或硬件。一种可能的设计中，所述云台控制系统包括至少一个处理器；所述处理器用于：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角；根据所述偏移姿态角，调整所述云台的姿态，以调整所述图像传感器的姿态。在一些可能的设计中，所述处理器具体用于:所述处理器具体用于:提取所述图像中的特征；确定所述特征的特征值；根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物。在一些可能的设计中，所述特征包括直线、规则曲线、或者点中的至少一项。在一些可能的设计中，所述处理器在所述特征为直线时，具体用于:确定所述直线两侧区域的灰度、直线两侧区域的颜色、直线的均匀性、或者直线的角度中的至少一项。在一些可能的设计中，所述处理器具体用于:从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物。在一些可能的设计中，所述处理器具体用于:通过最小二乘法获得与特征值大于所述预设阈值的直线中的每条直线同时平行或者垂直时误差最小的直线作为所述参照物。在一些可能的设计中，所述云台控制系统还包括姿态传感器,所述姿态传感器用于检测所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角；所述处理器与所述姿态传感器通信连接，用于根据所述姿态传感器检测到的所述姿态角,对所述图像进行投影变换。在一些可能的设计中，所述姿态角包括俯仰角和横滚角，所述处理器具体用于:根据所述图像传感器拍摄所述图像时的俯仰角计算得到第一旋转矩阵，以及根据所述图像传感器拍摄所述图像时的横滚角计算得到第二旋转矩阵；将所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵相乘，得到整体旋转矩阵；根据所述整体旋转矩阵，对所述图像上的像素点的坐标进行坐标变换。在一些可能的设计中，所述处理器从所述图像中提取参照物之前，或者对所述图像进行投影变换之前，还用于：对所述图像进行畸变校正。在一些可能的设计中，所述处理器具体用于:计算所述参照物在所述预设坐标系中相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云台控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角；根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种云台控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角；根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述图像中提取参照物，包括：提取所述图像中的特征；确定所述特征的特征值；根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特征包括直线、规则曲线、或者点中的至少一项。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述特征为直线时，所述确定所述特征的特征值，包括：确定所述直线两侧区域的灰度、直线两侧区域的颜色、直线的均匀性、或者直线的角度中的至少一项。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物，包括：从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物，包括：通过最小二乘法获得与特征值大于所述预设阈值的直线中的每条直线同时平行或者垂直时误差最小的直线作为所述参照物。7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述从所述图像中提取参照物之前，所述方法还包括：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述图像进行投影变换。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述姿态角包括俯仰角和横滚角，所述根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述图像进行投影变换，包括：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的俯仰角计算得到第一旋转矩阵，以及根据所述图像传感器拍摄所述图像时的横滚角计算得到第二旋转矩阵；将所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵相乘，得到整体旋转矩阵；根据所述整体旋转矩阵，对所述图像上的像素点的坐标进行坐标变换。9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述从所述图像中提取参照物之前，或者对所述图像进行投影变换之前，所述方法还包括：对所述图像进行畸变校正。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角，包括：计算所述参照物在所述预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵；将所述旋转矩阵分解，获得所述图像传感器的偏移姿态角。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述特定方向包括由姿态传感器检测到的水平方向、垂直方向、或者预设方向中的至少一项。12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述确定所述参照物在预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵之前，所述方法还包括：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述参照物进行逆投影变换。13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移姿态角，通过所述云台调整所述图像传感器的姿态，包括：控制所述云台的动力装置调整所述图像传感器的姿态，以使得调整后的所述图像传感器拍摄的图像中的参照物和所述特定方向一致。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述图像中提取参照物之前，所述方法还包括：确定当前的拍摄场景，所述拍摄场景包括自然场景或建筑场景。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述确定当前的拍摄场景，至少包括以下之一：根据所述图像的内容确定所述拍摄场景；根据拍摄所述图像时的位置信息确定所述拍摄场景。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像包括至少两张图像，所述从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角，包括：提取所述至少两张图像中的参照物；将所述至少两张图像中的参照物进行拟合，得到拟合参照物；根据所述拟合参照物在所述预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角。17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当确定所述偏移姿态角大于预设角度阈值时发出提醒信号。18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述云台可用于安装在可移动物体上。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述可移动物体包括无人机、手持设备。20.一种云台控制系统，其特征在于，所述云台控制系统包括至少一个处理器，所述处理器用于：获取云台承载的图像传感器拍摄的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角；根据所述偏移姿态角，调整所述云台的姿态，以调整所述图像传感器的姿态。21.根据权利要求20所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器具体用于:提取所述图像中的特征；确定所述特征的特征值；根据所述特征的特征值，从所述特征中确定特征值满足预设筛选规则的特征作为所述参照物。22.根据权利要求21所述的云台控制系统,其特征在于,所述特征包括直线、规则曲线、或者点中的至少一项。23.根据权利要求22所述的云台控制系统,其特征在于,所述处理器在所述特征为直线时，具体用于:确定直线两侧区域的灰度、直线两侧区域的颜色、直线的均匀性、或者直线的角度中的至少一项。24.根据权利要求23所述的云台控制系统,其特征在于,所述处理器具体用于:从特征为直线的所述特征中筛选出特征值大于预设阈值的直线作为所述参照物。25.根据权利要求24所述的云台控制系统,其特征在于,所述处理器具体用于:通过最小二乘法获得与特征值大于所述预设阈值的直线中的每条直线同时平行或者垂直时误差最小的直线作为所述参照物。26.根据权利要求20-25任一所述的云台控制系统,其特征在于,所述云台控制系统还包括姿态传感器,所述姿态传感器与所述处理器通信连接，所述姿态传感器用于检测所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角；所述处理器还用于根据所述姿态传感器检测到的所述姿态角,对所述图像进行投影变换。27.根据权利要求26所述的云台控制系统，其特征在于，所述姿态角包括俯仰角和横滚角，所述处理器具体用于:根据所述图像传感器拍摄所述图像时的俯仰角计算得到第一旋转矩阵，以及根据所述图像传感器拍摄所述图像时的横滚角计算得到第二旋转矩阵；将所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵相乘，得到整体旋转矩阵；根据所述整体旋转矩阵，对所述图像上的像素点的坐标进行坐标变换。28.根据权利要求27所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器从所述图像中提取参照物之前，或者对所述图像进行投影变换之前，还用于：对所述图像进行畸变校正。29.根据权利要求28所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器具体用于:计算所述参照物在所述预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵；将所述旋转矩阵分解，获得所述图像传感器的偏移姿态角。30.根据权利要求29所述的云台控制系统，其特征在于，所述特定方向包括由姿态传感器检测到的水平方向、垂直方向、或者预设方向中的至少一项。31.根据权利要求29或30所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器在确定所述参照物在预设坐标系中相对于特定方向的旋转矩阵之前，还用于：根据所述图像传感器拍摄所述图像时的姿态角，对所述参照物进行逆投影变换。32.根据权利要求29所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器具体用于：控制所述云台的动力装置调整所述图像传感器的姿态，以使得调整后的所述图像传感器拍摄的图像中的参照物和所述特定方向一致。33.根据权利要求20所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器从所述图像中提取所述参照物之前,还用于：确定当前的拍摄场景，所述拍摄场景包括自然场景或建筑场景。34.根据权利要求33所述的云台控制系统，其特征在于，所述处理器具体用于执行以下之一：根据所述图像的内容确定所述拍摄场景；根据拍摄所述图像时的位置信息确定所述拍摄场景。35.根据权利要求20所述的云台控制系统，其特征在于，所述图像包括至少两张图像，所述处理器具体用于：提取所述至少两张图像中的参照物；将所述至少两张图像中的参照物进行拟合，得到拟合参照物；根据所述拟合参照物在所述预设坐标系中的位置信息，确定所述图像传感器的偏移姿态角。36.一种云台，其特征在于，所述云台包括：权利要求20～35任一项所述的云台控制系统；动力装置，所述动力装置与所述云台控制系统中的处理器通信连接。37.根据权利要求36所述的云台，其特征在于，所述云台还包括图像传感器，所述处理器还用于通过控制所述动力装置调整所述云台的姿态，以调整所述云台上的图像传感器的姿态。38.根据权利要求36所述的云台，其特征在于，所述云台可用于安装在可移动物体上。39.根据权利要求38所述的云台，其特征在于，所述可移动物体包括无人机、手持设备。40.一种电子图像增稳系统控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取图像传感器上捕捉区域内的图像；从所述图像中提取参照物；根据所述参照物在预设坐标系中的位置信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛成林，暴林超，胡攀，曹子晟，
申请(专利权)人：深圳市大疆灵眸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44