一种飞行器速度监测方法、飞行器技术

本申请提供了一种飞行器速度监测方法、飞行器，涉及无人机领域。飞行器速度监测方法包括基于光流法获取飞行器当前飞行速度对应的光流速度；在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距；在确定所述摄像装置调整焦距后的所述光流速度处于所述预设探测范围内时，获取所述摄像装置调整后的焦距值；基于所述调整后的焦距值、所述飞行器的飞行高度及预设速度计算关系，获得所述飞行器的飞行速度。当飞行器处于光流法无法计算自身飞行速度的状态时，通过调整摄像机焦距使得飞行器在不同飞行状态都能获取自身的飞行速度，便于对飞行器进行精确控制。便于对飞行器进行精确控制。便于对飞行器进行精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器速度监测方法、飞行器


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体而言，涉及一种飞行器速度监测方法、一种飞行器。

技术介绍

[0002]当前，无人机在计算飞行速度时，通常采用光流技术进行计算，采用光流技术在计算无人机的飞行速度时，一般会涉及到图像块匹配、LK光流算法或角点匹配等。而且需要满足光流法的三个条件：亮度恒定、空间一致和小运动。其中，小运动指时间的变化不会引起位置的剧烈变化，即前后两帧采集图像中的像素点的位移不大。
[0003]由于光流法本身的限制，导致若要基于光流法对无人机的飞行速度进行计算，则无人机飞行速度和高度需在一定范围内，如果在范围外，将会出现无法计算飞行速度的问题。即无人机在同样速度下，摄像头离物体比较近时，反馈在采集图像的像素中，像素运动过大导致相邻两帧图像不存在相同的像素点，就无法通过光流法计算飞行速度；反之，摄像头离物体较远时，像素点的运动小于光流法探测速度的下限，也无法计算飞行速度。同理，高度不变，飞行速度过快或过慢也可能会出现无法计算无人机飞行速度的问题。具体表现为无人机在超低空飞行的时候会出现大幅度来回晃动或者快速漂移的问题，在高空飞行的时候，会出现缓慢漂移的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，针对现有技术中使用光流法计算不同高度范围的飞行器飞行速度时，会出现速度失真，无法获得飞行速度的问题，本专利技术旨在提供一种飞行器速度监测方法及飞行器，使得飞行器在不同高度都能通过光流法获取自身的准确速度，从而实现对飞行器进行精确控制。
[0005]为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种飞行器速度监测方法，包括：基于光流法获取飞行器当前飞行速度对应的光流速度；在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，其中，所述预设探测范围小于实际探测范围，所述预设探测范围下限为所述光流法的计算下限，所述预设探测范围上限基于所述摄像装置所采集的图像的分辨率设置；在确定所述摄像装置调整焦距后，所述光流速度处于所述预设探测范围内时，获取所述摄像装置调整后的焦距值；基于所述调整后的焦距值、所述飞行器的飞行高度及预设速度计算关系，获得所述飞行器的飞行速度。
[0007]本实施例中，在光流速度在实际探测范围外时，说明无法采用光流法计算光流速度或飞行速度。因光流法通过摄像装置采集的图像计算光流速度，因此在速度失真前，可以通过改变摄像头焦距，使得摄像头采集的图像发生变化，使飞行器的飞行速度能够体现在图像中，从而光流法能够继续计算光流速度和飞行速度。除此之外，在调整焦距后光流法能够计算飞行速度时，使用采集的数据和预设速度计算公式，能够更快捷有效的计算出飞行
速度，由于飞行器调整焦距后计算光流速度需重新对采集的图像进行处理，使用光流法再次计算光流速度会使飞行器耗费更多的资源做运算，因此，通过预设速度计算公式可以使得飞行器无需耗费更多资源使用光流法计算飞行速度。由此，通过调整摄像机焦距使得飞行器在不同飞行状态都能通过光流法获取自身的飞行速度，便于对飞行器进行精确控制。
[0008]一实施例中，在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，包括：在确定所述光流速度大于所述预设探测范围上限时，控制所述摄像装置减小焦距。
[0009]一实施例中，在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，包括：在确定所述光流速度小于所述预设探测范围下限时，控制所述摄像装置增加焦距。
[0010]本实施例中，针对光流法即将出现无法计算飞行速度的不同情况，即光流速度在预设探测范围外，而还未超出最大探测范围时，提供不同的焦距调节方式，根据不同的焦距调节方式，对应地快速调整摄像装置的焦距，快速获得光流速度和飞行速度，实现对飞行器的精准控制。
[0011]一实施例中，在所述基于光流法获取飞行器当前飞行速度对应的光流速度之前，包括：控制所述摄像装置将焦距设置为所述摄像装置的变焦范围的中值。
[0012]本实施例中，将摄像装置的焦距设置为变焦范围中值，可以使得调节焦距更快捷更灵敏。
[0013]一实施例中，所述飞行器速度监测方法还包括：在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，获取所述飞行器的飞行状态，所述飞行状态包括高度变化情况与所述飞行速度的变化情况；基于所述飞行状态，控制所述摄像装置中的传感器调整帧率；在确定所述传感器调整帧率后所述光流速度处于所述预设探测范围内时，获取所述传感器调整后的帧率值；基于所述调整后的帧率值、所述飞行高度与所述预设速度计算关系，获得所述飞行器的飞行速度。
[0014]本实施例中，在即将无法通过光流法计算飞行速度或光流速度时，即光流法在预设探测范围外，在实际探测范围内时，提供了第二种调整方法。由于光流法计算光流速度也受相邻两帧采集图像的间隔时间影响，故可以通过调整摄像装置传感器帧率改变采集图像的间隔时间，从而使得能够基于光流法计算飞行速度。在调整帧率后基于光流法能够计算飞行速度时，使用采集的数据和预设速度计算公式，能够更快捷有效的计算出飞行速度，使得飞行器无需耗费更多运算资源通过重新得到的光流速度计算对应的飞行速度，从而使获得飞行速度的过程更快捷。
[0015]一实施例中，基于所述飞行状态，控制所述摄像装置中的传感器调整帧率，包括：在确定所述飞行器处于第一飞行状态时，控制所述摄像装置增加帧率；其中，第一飞行状态表征所述飞行器当前飞行高度不变，飞行速度增加。
[0016]一实施例中，所述基于所述飞行状态，控制所述摄像装置中的传感器调整帧率，包括：在确定所述飞行器处于第二飞行状态时，控制所述摄像装置增加帧率；其中，第二飞行状态表征所述飞行器当前飞行速度不变，飞行高度降低。
[0017]本实施例中，针对不同情况提供了不同的帧率调整方式，快速应对飞行器的不同飞行状态，使得飞行器在不同的飞行状态下都能获得飞行速度，实现精准控制，除此之外，
调整帧率还可以防止因飞行速度过快或过慢影响光流速度的上下限，从而使第一方面第一种实施例计算飞行速度的方式更快捷灵敏。
[0018]第二方面，本申请实施例提供了一种飞行器，包括：飞行器主体，搭载有处理器，所述处理器用于执行如第一方面任一项所述的飞行器速度监测方法；摄像装置，设置于所述飞行器主体，用于采集图像；所述处理器还用于控制所述飞行器主体，使所述飞行器主体控制所述摄像装置调整焦距；所述摄像装置还与所述处理器连接，用于基于所述处理器的控制指令调整帧率；所述摄像装置还用于将调整后的焦距值发送给所述处理器。
[0019]一实施例中，所述摄像装置，包括：变焦摄像头，与所述飞行器主体连接，用于基于所述控制指令调整所述焦距；传感器，设置在所述变焦摄像头内，与所述处理器连接，用于基于所述控制指令调整所述传感器的所述帧率。
[0020]一实施例中，所述传感器还用于获取所述变焦摄像头调整后的焦距值；所述处理器还用于获取所述传感器调整后的帧率值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器速度监测方法，其特征在于，包括：基于光流法获取飞行器当前飞行速度对应的光流速度；在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，其中，所述预设探测范围小于实际探测范围，所述预设探测范围下限为所述光流法的计算下限，所述预设探测范围上限基于所述摄像装置所采集的图像的分辨率确定；在确定所述摄像装置调整焦距后的所述光流速度处于所述预设探测范围内时，获取所述摄像装置调整后的焦距值；基于所述调整后的焦距值、所述飞行器的飞行高度及预设速度计算关系，获得所述飞行器的飞行速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，包括：在确定所述光流速度大于所述预设探测范围上限时，控制所述摄像装置减小焦距。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，控制所述飞行器的摄像装置调整焦距，包括：在确定所述光流速度小于所述预设探测范围下限时，控制所述摄像装置增加焦距。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于光流法获取飞行器当前飞行速度对应的光流速度之前，包括：控制所述摄像装置将焦距设置为所述摄像装置的变焦范围的中值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定所述光流速度在预设探测范围之外时，获取所述飞行器的飞行状态，所述飞行状态包括高度变化情况与所述飞行速度的变化情况；基于所述飞行状态，控制所述摄像装置中的传感器调整帧率；确定所述传感器调整帧率后的所述光流速度处于所述预设探测范围内时，获取所述传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂广毅，郑磊，
申请(专利权)人：深圳慧源创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：