基于三维光场技术的光学无人机监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光场技术的无人机监测系统，其中第一摄像机，用于持续获得监测区域内的图像信息；以及第二摄像机，所述第二摄像机为包含复眼透镜的光场相机，用于在所获的图像信息被判定为无人机时，获得所述无人机的光场信息；以及彼此垂直放置的垂直旋转平台和水平旋转平台；其中所述第一摄像机和第二摄像机能够在所述垂直旋转平台和所述水平旋转平台的控制下同步旋转；以及计算机处理器，通过所获得的光场信息计算出无人机的深度信息从而获得与所述无人机的位置。本发明专利技术提供的三维光场技术的光学无人机监测系统能够对监测过程中的震动进行隔离，从而在监测或探测无人机的过程中提高效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于三维光场技术的光学无人机监测系统
本专利技术属于无人机监测领域，特别涉及一种基于光场技术的无人机监测系统。
技术介绍
随着无人机技术的发展，对无人机的监测系统的改进有着广泛的需求，现有技术中多采用雷达和摄像头相结合的监测系统。雷达监测易受隐身技术欺骗且低空监测的效果较差，摄像头一般来说分辨率较低。中国专利技术专利申请201810128587.2公开了一种无人机监测系统及其监督方法。在该方法中，利用软件方法，扫描区域内的图像，通过第一和第二相机形成立体视觉判断图像中是否存在可疑的目标，通过计算可疑目标的准确位置，对可疑目标进行跟踪拍摄。该技术主要是在软件部分进行改进。中国专利技术专利申请201810396720.2公开了一种无人机探测方法、装置及电子设备。也主要是从软件的角度，控制探测平台上的相机转动，采取发送转动指令至转台的电机，以使电机带动转台上的多台相机转动预设角度；发送停止指令至该电机，以使该电机控制转台在转动预设角度后停止转动；当确定上述多台相机停止预设时间后，控制多台相机进行一次拍摄以获取多个图像；对该多个图像进行图像识别，确定监控区域内是否存在无人机；如果监控区域内不存在无人机，则重新执行以上步骤。需要一种新的分辨率高，并且稳定的监测系统，获得清晰的立体图像，从而在监测或探测无人机的过程中提高效率和准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的分辨率高，并且稳定的监测系统，获得清晰的立体图像，从而在监测或探测无人机的过程中提高效率和准确性。本专利技术公开了一种基于光场技术的无人机监测系统，其中第一摄像机，用于持续获得监测区域内的图像信息；以及第二摄像机，所述第二摄像机为包含复眼透镜的光场相机，用于在所获的图像信息被判定为无人机时，获得所述无人机的光场信息；以及彼此垂直放置的垂直旋转平台和水平旋转平台；所述垂直旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿垂直于所述水平旋转平台的方向旋转；并且所述水平旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿水平方向旋转；其中所述第一摄像机和第二摄像机能够在所述垂直旋转平台和所述水平旋转平台的控制下同步旋转；以及计算机处理器，用于分析判断所获得的监测区域内的图像信息是否为无人机，并且通过所获得的光场信息计算出无人机的深度信息从而获得与所述无人机的位置。本专利技术的一个方面，所述垂直旋转平台控制所述第一摄像机和第二摄像机的旋转范围为仰角15－45度。所述水平旋转平台控制所述第一摄像机和第二摄像机的旋转范围为0－120度。所述第二摄像机还包括一个具有约1°对角线透镜的远摄透镜组和相机感光元件，所述复眼透镜配置于所述远摄透镜组和所述相机感光元件之间，并靠近所述相机感光元件。其中所述复眼透镜为微透镜阵列。其中所述微透镜阵列为线性排列或六边形排布的方式，其中所述六边形排布的微透镜阵列由于其每一行相较上一行错位排布。其中所述六边形微透镜阵列的每个微透镜的宽度均为60μm，但是在90μm内存有两个微透镜。其中所述光场图像I(x，y)可以由公式表示可以由公式表示：I(x，y)＝∫∫LF(u，v，x，y)dudv(1)其中(u，v，x，y)表示沿着与(u，v)处的主透镜相交的光线行进的光和(x，y)处的微透镜平面，并且使用全光圈；并且图3(d)为本专利技术的光场成像系统的移动子孔径图像来计算重新聚焦的图像原理示意图，通过图3(d)所示的方式移动子孔径图像来计算重新聚焦的图像：移位的光场函数可以表示为：本专利技术提供的三维光场技术的光学无人机监测系统能够对监测过程中的震动进行隔离，从而在监测或探测无人机的过程中提高效率和准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创新性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的无人机监测系统的结构示意图。图2为本专利技术的无人机监测系统的第二摄像机的结构示意图。图3(a)和3(b)为本专利技术的光场成像系统的原理图。图3(c)为处理后的光场图像示例图。图3(d)为本专利技术的光场成像系统的移动子孔径图像来计算重新聚焦的图像原理示意图。图4(a)为为本专利技术的无人机监测系统的第二摄像机103的六边形微透镜阵列的显微镜图。图4(b)为本专利技术的无人机监测系统的第二摄像机103的六边形微透镜阵列的白光干涉仪检测图。图5为本专利技术的无人机监测系统的工作原理图。具体实施方式现结合相应的附图，对本专利技术的具体实施例进行描述。然而，本专利技术可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为局限于此处展示的实施例。提供这些实施例只是为了本专利技术可以详尽和全面，从而可以将本专利技术的范围完全地描述给本领域的技术人员。附图中说明的实施例的详细描述中使用的措辞不应对本专利技术造成限制。图1为本专利技术的无人机监测系统100的结构示意图。其中所述系统100包括，用于存放处理器以及旋转平台控制器的机箱101，第一摄像机102，第二摄像机103，长焦镜头104，广角镜头105，垂直旋转平台106，水平旋转平台107，垂直支撑面板108，水平支撑板109。其中第一摄像机102和第二摄像机103均为高分辨率摄像机，二者的轴线彼此平行，通过固定杆110固定在水平支撑板109上；垂直旋转平台106固定于水平支撑板109的一侧；其中所述垂直旋转平台106的轴心部分与垂直支撑面板108相固定，所述垂直旋转平台106的轴线为水平方向，并所述垂直旋转平台能围绕所述轴心沿箭头A的方向与沿箭头A的相反方向分别旋转。由于所述垂直旋转平台106与水平支撑板109和第一固定杆110之间均为相互固定的，因此，在垂直旋转平台106围绕其轴心旋转时，能够通过带动固定在水平支撑板109上的第一固定杆110，进而使所述第一摄像机102与所述第二摄像机103同时运动，即，使所述第一摄像机102与所述第二摄像机103同步围绕所述垂直旋转台沿箭头A或与箭头A相反的方向旋转，在一个实施例中，旋转的范围可为仰角15－45度。进一步，所述垂直支撑面板108固定在第二固定杆111上，所述第二支撑杆111固定在水平旋转平台107上。如图1所示，在所述第二支撑杆111的带动下，包括所述第一摄像机102，第二摄像机103，长焦镜头104，广角镜头105,垂直旋转平台106，垂直支撑面板108,水平支撑板109均能围绕所述水平旋转平台107的轴心沿箭头B或者沿箭头B相反的方向旋转；所述水平旋转平台107的轴线垂直于所述水平旋转平台的旋转方向。同样地，由于第二固定杆111与所述水平旋转平台107之间是固定的，因此在所述第二固定杆111在所述水平旋转平台107上沿箭头B的方向或沿箭头B相反的方向旋转的时候，能够同时带动所述光场相机102与所述普通摄像机103同时运动，即，使所述光场相机102与所述普通摄像机103同步围绕所述水平旋转台沿箭头B或与箭头B相反的方向旋转。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光场技术的无人机监测系统，包括：/n第一摄像机，用于持续获得监测区域内的图像信息；以及/n第二摄像机，所述第二摄像机为包含复眼透镜的光场相机，用于在所获的图像信息被判定为无人机时，获得所述无人机的光场信息；以及/n彼此垂直放置的垂直旋转平台和水平旋转平台；/n所述垂直旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿垂直于所述水平旋转平台的方向旋转；并且/n所述水平旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿水平方向旋转；/n其中所述第一摄像机和第二摄像机能够在所述垂直旋转平台和所述水平旋转平台的控制下同步旋转；/n计算机处理器，用于分析判断所获得的监测区域内的图像信息是否为无人机，并且通过所获得的光场信息计算出无人机的深度信息从而获得与所述无人机的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光场技术的无人机监测系统，包括：
第一摄像机，用于持续获得监测区域内的图像信息；以及
第二摄像机，所述第二摄像机为包含复眼透镜的光场相机，用于在所获的图像信息被判定为无人机时，获得所述无人机的光场信息；以及
彼此垂直放置的垂直旋转平台和水平旋转平台；
所述垂直旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿垂直于所述水平旋转平台的方向旋转；并且
所述水平旋转平台用于控制所述第一摄像机和第二摄像机沿水平方向旋转；
其中所述第一摄像机和第二摄像机能够在所述垂直旋转平台和所述水平旋转平台的控制下同步旋转；
计算机处理器，用于分析判断所获得的监测区域内的图像信息是否为无人机，并且通过所获得的光场信息计算出无人机的深度信息从而获得与所述无人机的位置。


2.如权利要求1所述的无人机监测系统，其中，所述垂直旋转平台控制所述第一摄像机和第二摄像机的旋转范围为仰角15－45度。


3.如权利要求1所述的无人机监测系统，其中，所述水平旋转平台控制所述第一摄像机和第二摄像机的旋转范围为0－120度。

【专利技术属性】
技术研发人员：李应樵，李莉华，
申请(专利权)人：深圳市视觉动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44