(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210473782.5 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 北京数字绿土科技股份有限公司 地址 100094 北京市海淀区东北旺北京中 关村软件园孵化器2号楼三层2301- 2308室 申请人 深圳绿土智新科技有限公司 (72)发明人 李志波　吴芳芳　李明锦　 其他发明人请求 不公开姓名　 (74)专利代理 机构 北京绘聚高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11832 专利代理师 汪帆 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) G05D 1/10(2006.01)G05D 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种无人机的自动化拍摄控制方法和系统 (57)摘要 本发明公开一种无人机的自动化拍摄控制 方法和系统， 其中， 无人机的自动化拍摄控制方 法包括： 控制无人机移动并悬停至拍摄点位； 根 据拍摄点位和杆塔的世界坐标， 计算并设置无人 机中相机的方位角和俯仰角； 根据世界坐标分别 与像素坐标和相机坐标的转换关系， 计算杆塔的 世界坐标投影至相机的像素坐标和相机坐标； 根 据杆塔的像素坐标和相机坐标， 计算杆塔的像素 偏移量； 根据杆塔的像素偏移量与预设偏移量阈 值的大小关系， 判断杆塔是否处于相机的最佳拍 摄角度； 当像素偏移量大于预设偏移量阈值时计 算并调整相机的方位角和俯仰角； 当杆塔处于最 佳拍摄角度时控制相机拍摄杆塔。 本发明的技术 方案能解决现有技术中难以精确控制无人机的 拍摄姿态的问题。 权利要求书3页 说明书12页 附图6页 CN 114900609 A 2022.08.12 CN 114900609 A 1.一种无 人机的自动化拍摄控制方法， 其特 征在于， 包括： 控制无人机移动并悬停至杆塔的拍摄点 位； 根据所述拍摄点位的世界坐标和所述杆塔的世界坐标， 计算并设置所述无人机 中相机 的方位角和俯仰角， 以使所述杆塔位于所述相机的拍摄区域中； 根据所述世界坐标分别与像素坐标和相机坐标的转换关系， 分别计算所述杆塔的世界 坐标投影至所述相机的像素坐标和相机坐标； 根据所述杆塔的像素坐标和相机坐标， 计算所述杆塔的像素偏移量； 根据所述杆塔的像素偏移量与预设偏移量阈值的大小关系， 判断所述杆塔是否处于所 述相机的最佳拍摄角度； 当所述像素偏移量大于所述预设偏移量阈值 时， 计算并调整所述相机的方位角和俯仰 角， 以使所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度； 当所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度时， 控制所述相机拍摄所述杆塔。 2.根据权利要求1所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述根据杆塔的 像素偏移量与预设偏移 量阈值的大小关系， 判断所述杆塔是否处于所述相机的最佳拍摄角 度的步骤， 包括： 判断所述像素偏移量是否小于或等于预设偏移量阈值； 若所述像素偏移量小于或等于所述预设偏移量阈值， 则确定所述杆塔处于所述相机的 最佳拍摄角度， 执 行控制所述相机拍摄所述杆塔的步骤； 或者， 若所述像素偏移量大于预设偏移量阈值， 则根据 所述相机的像主点坐标和所述杆塔的 相机坐标， 计算所述杆塔的虚拟世界坐标； 根据所述杆塔的虚拟世界坐标， 计算所述无 人机的虚拟方位角和虚拟俯仰角； 根据所述虚拟方位角和 虚拟俯仰角计算角度偏移量， 按照角度偏移量调整相机视角至 杆塔处， 以使所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度。 3.根据权利要求1所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述控制无人机 移动并悬停至所述杆塔的拍摄点 位的步骤， 包括： 根据所述杆塔的世界坐标和预先提取的线路方程， 计算线路方向上拍摄点位的点位坐 标； 计算所述拍摄点 位的点位坐标的点 位规划路径； 控制所述无 人机沿所述 点位规划路径 移动并悬停至所述拍摄点 位。 4.根据权利要求1所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述根据拍摄点 位的世界坐标和所述杆塔的世界坐标， 计算并设置所述无人机中相机的方位角和俯仰角的 步骤， 包括： 获取所述无人机在所述拍摄点 位的世界坐标和所述杆塔的世界坐标； 使用反正切函数对所述拍摄点位的世界坐标和所述杆塔的世界坐标进行变换， 分别得 到所述相机的方位角和俯仰角； 设置所述相机至所述方位角和所述俯仰角， 以使所述杆塔位于所述相机的拍摄区域 中。 5.根据权利要求1所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述分别计算杆权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114900609 A 2塔的世界坐标投影至所述相机的像素坐标和相机坐标的步骤， 包括： 使用所述相机的安装角度和所述无人机的机体到导航坐标系的旋转角度， 计算得到所 述世界坐标与所述相机坐标的转换关系； 使用相机投影矩阵， 计算所述世界坐标与所述像素坐标的转换关系； 使用所述世界坐标与 所述相机坐标的转换关系， 计算所述杆塔的世界坐标投影至所述 相机的拍摄图像上的相机坐标； 使用所述世界坐标与 所述像素坐标的转换关系， 计算所述杆塔的世界坐标投影至所述 相机的拍摄图像上的像素坐标。 6.根据权利要求5所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述使用相机的 安装角度和所述无人机的机体到导航坐标系的旋转角度， 计算得到所述世界坐标与所述相 机坐标的转换关系的步骤， 包括： 获取所述相机的安装角度和所述无 人机的机体到导 航坐标系的旋转角度； 使用所述相机的安装角度和所述无人机的机体到导航坐标系的旋转角度， 计算得到所 述世界坐标系至所述相机坐标系的旋转矩阵； 使用所述世界坐标系至所述相机坐标系的旋转矩阵， 计算得到所述世界坐标与所述相 机坐标的转换关系。 7.根据权利要求1所述的无人机的自动 化拍摄控制方法， 其特征在于， 所述计算并调整 所述相机的方位角和所述俯仰角的步骤之后， 所述方法还 包括： 当所述杆塔不处于所述相机的最佳拍摄角度时， 重新计算并调整所述相机的方位角和 俯仰角， 直至所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度。 8.一种无 人机的自动化拍摄控制系统， 其特 征在于， 包括： 无人机移动控制模块， 用于控制无 人机移动并悬停至目标拍摄物杆塔的拍摄点 位； 拍摄角度设置模块， 用于根据所述拍摄点位的世界坐标和所述杆塔的世界坐标， 计算 并设置所述无 人机中相机的方位角和俯仰角， 以使所述杆塔位于所述相机的拍摄区域中； 杆塔坐标计算模块， 用于根据所述世界坐标分别与像素坐标和相机坐标的转换关系， 分别计算所述杆塔的世界坐标投影至所述相机的像素坐标和相机坐标； 像素偏移量计算模块， 用于根据所述杆塔的像素坐标和相机坐标， 计算所述杆塔的像 素偏移量； 拍摄角度判断模块， 用于根据所述杆塔的像素偏移量与预设偏移量阈值的大小关系， 判断所述杆塔是否处于所述相机的最佳拍摄角度； 拍摄角度调整模块， 用于当所述像素偏移量大于所述预设偏移量阈值时， 计算并调整 所述相机的方位角和俯仰角， 以使所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度； 拍摄控制模块， 用于当所述杆塔处于所述相机的最佳拍摄角度时， 控制所述相机拍摄 所述杆塔。 9.根据权利要求8所述的无人机的自动 化拍摄控制系统， 其特征在于， 所述杆塔坐标计 算模块， 包括： 第一转换关系计算子模块， 用于使用所述相机的安装角度和所述无人机的机体到导航 坐标系的旋转角度， 计算得到所述世界坐标与所述相机坐标的转换关系； 第二转换关系计算子模块， 用于使用相机投影矩阵， 计算所述世界坐标与所述像素坐权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114900609 A 3