本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)，特別涉及無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法及應(yīng)用該方法的氣體遙測(cè)方法。
背景技術(shù)：
無(wú)人機(jī)在樓宇間飛行時(shí)，由于受磁干擾而導(dǎo)致朝向不準(zhǔn)確。因此，無(wú)法精確利用陀螺儀計(jì)算出當(dāng)前飛機(jī)的朝向，進(jìn)而無(wú)法對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行空中作業(yè)。
目前，獲得無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的方法為：通過(guò)地面攝像頭采集無(wú)人機(jī)在空中的畫面，通過(guò)模板和攝像頭采集畫面進(jìn)行匹配，找到飛機(jī)的大致位置，并以不同的角度旋轉(zhuǎn)模板找到最相似的飛機(jī)旋轉(zhuǎn)角度。
利用模板匹配來(lái)計(jì)算無(wú)人機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，必須旋轉(zhuǎn)模板，并做多次迭代匹配，帶來(lái)了極大的運(yùn)算量和運(yùn)算時(shí)間(>100ms，而攝像頭的數(shù)據(jù)是30fps或者33ms/幀)，引入延遲的結(jié)果，無(wú)法做到實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的控制飛機(jī)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種耗時(shí)短、精準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法，所述無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法包括以下步驟：
(A1)在無(wú)人機(jī)的下方拍攝飛行中的無(wú)人機(jī)，從而獲得無(wú)人機(jī)的圖像；
(A2)利用霍夫變換算法獲得所述圖像中的標(biāo)志圖形；
(A3)根據(jù)所述標(biāo)志圖形在坐標(biāo)系中的位置而獲得所述無(wú)人機(jī)的角度。
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用上述無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法的氣體遙測(cè)方法，該發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
氣體遙測(cè)方法，所述氣體遙測(cè)方法包括以下步驟：
(B1)根據(jù)上述的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法，獲得無(wú)人機(jī)的角度；
(B2)操控所述無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)，使得無(wú)人機(jī)達(dá)到既定方向；
(B3)無(wú)人機(jī)攜帶的遙測(cè)儀檢測(cè)待測(cè)區(qū)域內(nèi)氣體的參數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：
1.降低了算法的復(fù)雜度，從而減少了計(jì)算量，耗時(shí)不超過(guò)10ms，達(dá)到了實(shí)時(shí)得到角度；
2.角度的檢測(cè)準(zhǔn)確度非常高，誤差僅為±0.0001度。
附圖說(shuō)明
參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1和以下說(shuō)明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
實(shí)施例1：
圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法的流程圖，如圖1所示，所述無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法包括以下步驟：
(A1)在無(wú)人機(jī)的下方拍攝飛行中的無(wú)人機(jī)，從而獲得無(wú)人機(jī)的圖像
所述無(wú)人機(jī)固有的部件或添加的部件的輪廓為霍夫變換算法可識(shí)別的圖形，如直線、圓形等；
(A2)排除所述無(wú)人機(jī)的圖像中與無(wú)人機(jī)無(wú)關(guān)的信息，獲得僅包含無(wú)人機(jī)的圖像；
利用霍夫變換算法獲得所述僅包含無(wú)人機(jī)的圖像中的標(biāo)志圖形，該標(biāo)志圖形為所述可識(shí)別的圖形，也即對(duì)應(yīng)于無(wú)人機(jī)固有的部件或添加的部件的輪廓；
(A3)根據(jù)所述標(biāo)志圖形在坐標(biāo)系中的位置而獲得所述無(wú)人機(jī)的角度，所述無(wú)人機(jī)的角度是標(biāo)志圖形相對(duì)無(wú)人機(jī)既定方向的夾角；
(A4)利用所述標(biāo)志圖形、無(wú)人機(jī)的既定方向獲知所述無(wú)人機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。
實(shí)施例2：
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法在氣體遙測(cè)中的應(yīng)用例。
在該應(yīng)用例中，無(wú)人機(jī)是四軸無(wú)人機(jī)，相鄰機(jī)臂間的夾角為90度；機(jī)臂的輪廓為直線狀，作為霍夫變換算法可識(shí)別的圖形；相鄰機(jī)臂之間的無(wú)人機(jī)的輪廓具有不同。
本發(fā)明實(shí)施例的氣體遙測(cè)方法，所述氣體遙測(cè)方法包括以下步驟：
(B1)獲得無(wú)人機(jī)角度，具體為：
(A1)在無(wú)人機(jī)的下方拍攝飛行中的無(wú)人機(jī)，從而獲得無(wú)人機(jī)的圖像
所述無(wú)人機(jī)固有的機(jī)臂的輪廓為霍夫變換算法可識(shí)別的直線，相鄰機(jī)臂之間的無(wú)人機(jī)的輪廓具有直線、非直線；
(A2)排除所述無(wú)人機(jī)的圖像中與無(wú)人機(jī)無(wú)關(guān)的信息，獲得僅包含無(wú)人機(jī)的圖像；
利用霍夫變換算法獲得所述僅包含無(wú)人機(jī)的圖像中的標(biāo)志圖形，該標(biāo)志圖形包括與機(jī)臂對(duì)應(yīng)的直線；
(A3)根據(jù)所述標(biāo)志圖形在坐標(biāo)系中的位置、無(wú)人機(jī)既定方向而獲得所述無(wú)人機(jī)的角度，所述無(wú)人機(jī)的角度是標(biāo)志圖形相對(duì)無(wú)人機(jī)既定方向的夾角；
當(dāng)無(wú)人機(jī)機(jī)臂完全相同，且相鄰機(jī)臂之間的夾角均為90度時(shí)，利用機(jī)臂對(duì)應(yīng)的直線、機(jī)臂之間的無(wú)人機(jī)的輪廓的不同(也即特定的機(jī)臂具有了特異性，以便區(qū)分)去獲得對(duì)比對(duì)應(yīng)的直線與既定方向間的夾角；
當(dāng)無(wú)人機(jī)的機(jī)臂不相同時(shí)，利用機(jī)臂對(duì)應(yīng)的直線即可獲得無(wú)人機(jī)相對(duì)既定方向的夾角；
(A4)利用所述標(biāo)志圖形、無(wú)人機(jī)的既定方向獲知所述無(wú)人機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度；
(B2)操控所述無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)，使得無(wú)人機(jī)達(dá)到既定方向；
(B3)無(wú)人機(jī)攜帶的遙測(cè)儀檢測(cè)待測(cè)區(qū)域內(nèi)氣體的參數(shù)，如氣體的濃度或速度或溫度。
實(shí)施例3：
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的無(wú)人機(jī)角度的計(jì)算方法在氣體遙測(cè)中的應(yīng)用例。
在該應(yīng)用例中，無(wú)人機(jī)是四軸無(wú)人機(jī)，相鄰機(jī)臂間的夾角為90度；相鄰的二個(gè)機(jī)臂上添加圓形部件(另二個(gè)機(jī)臂沒有添加圓形部件)，圓形部件對(duì)應(yīng)的圓形、機(jī)臂對(duì)應(yīng)的直線作為霍夫變換算法可識(shí)別的圖形。
本發(fā)明實(shí)施例的氣體遙測(cè)方法，所述氣體遙測(cè)方法包括以下步驟：
(B1)獲得無(wú)人機(jī)角度，具體為：
(A1)在無(wú)人機(jī)的下方拍攝飛行中的無(wú)人機(jī)，從而獲得無(wú)人機(jī)的圖像
所述無(wú)人機(jī)固有的機(jī)臂的輪廓、圓形部件為霍夫變換算法可識(shí)別的圖形，包括直線、圓形；
(A2)排除所述無(wú)人機(jī)的圖像中與無(wú)人機(jī)無(wú)關(guān)的信息，獲得僅包含無(wú)人機(jī)的圖像；
利用霍夫變換算法獲得所述僅包含無(wú)人機(jī)的圖像中的標(biāo)志圖形，該標(biāo)志圖形包括與機(jī)臂對(duì)應(yīng)的直線、圓形部件對(duì)應(yīng)的圓形；具有圓形部件的機(jī)臂對(duì)應(yīng)于直線和圓形的組合；不具有圓形部件的機(jī)臂僅對(duì)應(yīng)于直線，即為單獨(dú)的直線；
(A3)利用(機(jī)臂對(duì)應(yīng)的)直線和圓形的組合、單獨(dú)的直線在坐標(biāo)系中的位置、無(wú)人機(jī)既定方向而獲得所述無(wú)人機(jī)的角度，也即標(biāo)志圖形相對(duì)無(wú)人機(jī)既定方向的夾角；
(A4)利用所述標(biāo)志圖形、無(wú)人機(jī)的既定方向獲知所述無(wú)人機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度；
(B2)操控所述無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)，使得無(wú)人機(jī)達(dá)到既定方向；
(B3)無(wú)人機(jī)攜帶的遙測(cè)儀檢測(cè)待測(cè)區(qū)域內(nèi)氣體的參數(shù)，如氣體的濃度或速度或溫度。