无人机数据采集控制方法、无人机及存储介质与流程

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机数据采集控制方法、无人机及存储介质。


背景技术：

2.随着无人机的大规模运用，越来越多的数据采集任务由无人机来完成。但单机采集需要针对采集目标和数据特殊要求，设置复杂的航飞线路，造成整体效率低下，且不能够完整的不留死角的采集到目标物体的全方位数据，从而影响数据采集的速率和质量。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种无人机数据采集控制方法、无人机及存储介质，能够通过多无人机协同对目标物体进行同步数据采集，从而得到目标物体全方位的全息数据。
4.第一方面，本发明实施例提供一种无人机数据采集控制方法，所述方法包括：
5.控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；
6.控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据。
7.第二方面，本发明实施例提供一种无人机数据采集控制装置，所述装置包括：
8.控制模块，用于控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；以及，
9.控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据。
10.第三方面，本发明实施例提供一种无人机，所述无人机属于多个无人机中的任一无人机，其中，所述无人机用于：
11.控制所述多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；
12.控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据。
13.第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如上述第一方面所提供的方法。
14.本技术实施例第四方面提供了一种计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使计算机执行如本技术实施例第一方面所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
15.可以看出，在本发明实施例中，通过控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据，能够通过多无人机协同对目标物体进行同步数据采集，从而得到目标物体全方位的全息数据，从而提高无人机数据采集的效率，能够完整、不留死角地采集到
目标物体的全方位数据。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例提供的一种无人机数据采集控制方法的流程示意图；
18.图2是本发明实施例提供的一种多无人机协同采集输电线路巡检数据的航飞示意图；
19.图3是本发明实施例提供的另一种多无人机协同采集输电线路巡检数据的航飞示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
22.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
23.下面对本发明实施例进行详细介绍。
24.请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种无人机数据采集控制方法的流程示意图，该无人机数据采集控制方法包括：
25.101、控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围。
26.其中，本发明实施例可以应用于采集输电线路巡检数据，目标物体可以是输电线路。
27.具体实施中，可采取多架无人机协同对目标物体的数据进行采集，多架无人机协同，对目标物体的一个剖面的全方位视角包围，可以从所有方位对目标物体进行包围，采集到目标物体全方位的数据。
28.102、控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据。
29.其中，多个无人机同步顺目标物体进行扫描，从而可得到目标物体的全息数据，相
比于采用单个无人机，需要设置复杂的航飞线路，本方案可以较快速高效地采集到目标物体的全息数据。
30.具体实施中，可设置多个无人机中的一个无人机作为中继机，中继机可进行多无人机同步航飞作业的控制，中继机可接收由其他无人机同步采集到的数据，所有无人机从不同方位采集的数据构成目标物体的全息数据，无人机可对采集的全息数据进行备份。还可获取地理信息系统(geographic information system，gis)数据，根据gis数据规划好无人机群的作业路线和航飞参数，实现基于gis数据的自主航飞。
31.可选地，所述目标物体为杆状目标，所述控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围，包括：
32.控制所述多个无人机分别在目标水平方向的多个时钟方向的位置对所述目标物体进行包围；
33.所述控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，包括：
34.控制所述多个无人机从垂直于所述目标水平方向的方向上对所述目标物体进行同步采集。
35.可选地，所述多个时钟方向中每相邻两个时钟方向之间的夹角相同。
36.请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种多无人机协同采集输电线路巡检数据的航飞示意图，其中，目标对象为杆状目标，可控制多个无人机分别在目标水平方向的多个时钟方向的位置对目标物体进行包围，多个时钟方向可分别为2点、4点、8点、10点方向，其中，控制多个无人机从垂直于目标水平方向的方向上对目标物体进行同步采集，具体可控制多个无人机由上到下对目标物体进行拍摄，无人机上可安装可见光摄像头和红外摄像头进行拍摄。可选地，还可控制多个无人机由下到上对目标物体进行拍摄。
37.可选地，所述目标物体为线状目标，所述控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围，包括：
38.控制所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置对所述目标物体进行包围；
39.所述控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，包括：
40.控制所述多个无人机顺着所述目标纵轴方向上对所述目标物体进行同步拍摄。
41.请参阅图3，图3是本发明实施例提供的另一种多无人机协同采集输电线路巡检数据的航飞示意图，其中，标物体可为线状目标，可控制多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置对目标物体进行包围，多个时钟方向可分别为2点、4点、8点、10点方向，其中，控制多个无人机顺着目标纵轴方向上对目标物体进行同步拍摄，具体可控制多个无人机顺着目标纵轴方向对目标物体进行拍摄，无人机上可安装可见光摄像头和红外摄像头进行拍摄。
42.可选地，所述多个无人机组合形成对所述目标物体的所述剖面的360
°
视角；
43.所述多个无人机中每个无人机拍摄的图像与其他无人机拍摄的图像存在重叠图像，且所述重叠图像与一个无人机拍摄的图像的占比大于预设数值。
44.具体地，多个无人机组合形成对物体的360
°
视角，单个无人机拍摄的照片可形成至少50％的重叠。
45.每一所述无人机拍摄的图像中包括所述目标物体的物体轮廓；
46.每一所述图像携带对应的无人机标识、拍摄该图像时对应无人机的位置信息。
47.其中，单张图像可涵盖整个目标物体的轮廓，像素和对焦可满足放大目标物体细节依然清晰。
48.每一采集的图像可写入无人机标识，例如无人机号码标识，拍摄该图像时对应无人机的位置信息，例如无人机的三维坐标信息，如此，可根据无人机标识和无人机的位置信息确定采集数据来自哪一无人机，以及是从哪一方位采集的数据，以确保采集数据的准确性。
49.可选地，所述方法还包括：
50.获取所述目标物体的外观尺寸；
51.根据所述外观尺寸确定所述多个无人机进行扫描的协同作业平面的平面参数；
52.根据所述平面参数确定所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置；其中，所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置时，所述多个无人机分别与所述目标物体之间的距离均大于或等于预设距离。
53.其中，平面参数可包括以下至少一种：协同作业平面的半径、面积、周长，具体地，目标物体的外观尺寸可以是预先获取的已知外观尺寸数据，例如，针对输电线路，可获取输电线路设置的已知外观尺寸数据；或者，还可通过无人机上的检测装置获取目标物体的外观尺寸，具体地，可拍摄针对目标物体的目标图像，并提取目标物体的轮廓特征，根据轮廓特征确定目标物体的外观尺寸；然后根据外观尺寸确定协同作业平面的平面参数，具体地，可预先设置外观尺寸与平面参数之间的映射关系，例如，外观尺寸与协同作业平面的半径之间的映射关系，然后根据该映射关系确定与目标物体的外观尺寸对应的协同作业平面的平面参数，例如半径，从而，可设置合适的多机协同作业平面的半径，可控制多无人机的作业面保持同步，以及对目标物体的安全距离，以避免无人机在进行数据采集时碰撞目标物体。
54.可选地，所述方法还包括：
55.对采集的所述全息数据进行备份；
56.与地面控制站进行通信连接；将所述全息数据发送至所述地面控制站。
57.本发明实施例中，还可在地面设置地面控制站，通过作为中继机的无人机，可与地面控制站进行通信连接；将全息数据发送至地面控制站，从而实现地面控制站对多机作业的实时监控，多架数据采集无人机可将数据备份至中继机，作业完成并回收后，中继机将数据存储单元移交地面控制站进行分析。
58.可选地，所述方法还包括：
59.获取所述目标物体所处环境的地理信息系统信息；
60.根据所述地理信息系统信息规划所述多个无人机的作业路线和航飞参数；
61.根据所述作业路线和所述航飞参数执行所述控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；控制所述多个无人机沿所述目标物体进行扫描，得到所述所有方位的全息数据的操作。
62.其中，地理信息系统信息例如可包括以下至少一种：无人机采集的激光点云数据，地面数字高程模型((digital elevation map，dem)数据，或者数字正射影像图(digital orthophoto map，dom)数据等，根据地理信息系统信息可规划多个无人机的作业路线和航
飞参数，根据作业路线和航飞参数控制多个无人机进行协同数据采集。
63.可以看出，通过控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据，能够通过多无人机协同对目标物体进行同步数据采集，从而得到目标物体全方位的全息数据，从而提高无人机数据采集的效率，能够完整、不留死角地采集到目标物体的全方位数据。
64.基于同一发明构思，本发明实施例提供还一种无人机，所述无人机属于多个无人机中的任一无人机，其中，所述无人机用于：
65.控制所述多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；
66.控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据。
67.其中，该任一无人机作为中继机，所述控制所述多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围，具体可接收所述多个无人机中其他无人机发送的数据，将所述其他无人机发送的数据和该中继机扫描的数据作为所述全息数据。
68.可选地，所述无人机与地面控制站进行通信连接，所述无人机还用于：
69.对采集的所述全息数据进行备份；
70.与地面控制站进行通信连接；将所述全息数据发送至所述地面控制站。
71.具体实施中，可设置多个无人机中的一个无人机作为中继机，中继机可进行多无人机同步航飞作业的控制，中继机可接收由其他无人机同步采集到的数据，所有无人机从不同方位采集的数据构成目标物体的全息数据，无人机可对采集的全息数据进行备份。
72.本发明实施例中，还可在地面设置地面控制站，通过作为中继机的无人机，可与地面控制站进行通信连接；将全息数据发送至地面控制站，从而实现地面控制站对多机作业的实时监控，多架数据采集无人机可将数据备份至中继机，作业完成并回收后，中继机将数据存储单元移交地面控制站进行分析。
73.可选地，所述目标物体为杆状目标，在所述控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围方面，所述无人机具体用于：
74.控制所述多个无人机分别在目标水平方向的多个时钟方向的位置对所述目标物体进行包围；
75.在所述控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集方面，所述无人机具体用于：
76.控制所述多个无人机从垂直于所述目标水平方向的方向上对所述目标物体进行同步采集。
77.可选地，所述多个时钟方向中每相邻两个时钟方向之间的夹角相同。
78.其中，目标对象可为杆状目标，可控制多个无人机分别在目标水平方向的多个时钟方向的位置对目标物体进行包围，多个时钟方向可分别为2点、4点、8点、10点方向，其中，控制多个无人机从垂直于目标水平方向的方向上对目标物体进行同步采集，具体可控制多个无人机由上到下对目标物体进行拍摄，无人机上可安装可见光摄像头和红外摄像头进行拍摄。可选地，还可控制多个无人机由下到上对目标物体进行拍摄。
79.可选地，所述目标物体为线状目标，在所述控制多个无人机从多视角对目标物体
的一个剖面的所有方位进行包围，所述无人机具体用于：
80.控制所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置对所述目标物体进行包围；
81.在所述控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集方面，所述无人机具体用于：
82.控制所述多个无人机顺着所述目标纵轴方向上对所述目标物体进行同步拍摄。
83.其中，标物体可为线状目标，可控制多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置对目标物体进行包围，多个时钟方向可分别为2点、4点、8点、10点方向，其中，控制多个无人机顺着目标纵轴方向上对目标物体进行同步拍摄，具体可控制多个无人机顺着目标纵轴方向对目标物体进行拍摄，无人机上可安装可见光摄像头和红外摄像头进行拍摄。
84.可选地，所述多个无人机组合形成对所述目标物体的所述剖面的360
°
视角；
85.所述多个无人机中每个无人机拍摄的图像与其他无人机拍摄的图像存在重叠图像，且所述重叠图像与一个无人机拍摄的图像的占比大于预设数值。
86.具体地，多个无人机组合形成对物体的360
°
视角，单个无人机拍摄的照片可形成至少50％的重叠。
87.每一所述无人机拍摄的图像中包括所述目标物体的物体轮廓；
88.每一所述图像携带对应的无人机标识、拍摄该图像时对应无人机的位置信息。
89.其中，单张图像可涵盖整个目标物体的轮廓，像素和对焦可满足放大目标物体细节依然清晰。
90.每一采集的图像可写入无人机标识，例如无人机号码标识，拍摄该图像时对应无人机的位置信息，例如无人机的三维坐标信息，如此，可根据无人机标识和无人机的位置信息确定采集数据来自哪一无人机，以及是从哪一方位采集的数据，以确保采集数据的准确性。
91.可选地，所述无人机还用于：
92.获取所述目标物体的外观尺寸；
93.根据所述外观尺寸确定所述多个无人机进行扫描的协同作业平面的平面参数；
94.根据所述平面参数确定所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置；其中，所述多个无人机分别在目标纵轴方向的多个时钟方向的位置时，所述多个无人机分别与所述目标物体之间的距离均大于或等于预设距离。
95.其中，平面参数可包括以下至少一种：协同作业平面的半径、面积、周长，具体地，目标物体的外观尺寸可以是预先获取的已知外观尺寸数据，例如，针对输电线路，可获取输电线路设置的已知外观尺寸数据；或者，还可通过无人机上的检测装置获取目标物体的外观尺寸，具体地，可拍摄针对目标物体的目标图像，并提取目标物体的轮廓特征，根据轮廓特征确定目标物体的外观尺寸；然后根据外观尺寸确定协同作业平面的平面参数，具体地，可预先设置外观尺寸与平面参数之间的映射关系，例如，外观尺寸与协同作业平面的半径之间的映射关系，然后根据该映射关系确定与目标物体的外观尺寸对应的协同作业平面的平面参数，例如半径，从而，可设置合适的多机协同作业平面的半径，可控制多无人机的作业面保持同步，以及对目标物体的安全距离，以避免无人机在进行数据采集时碰撞目标物
体。
96.可选地，所述无人机还用于：
97.获取所述目标物体所处环境的地理信息系统信息；
98.根据所述地理信息系统信息规划所述多个无人机的作业路线和航飞参数；
99.根据所述作业路线和所述航飞参数执行所述控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；控制所述多个无人机沿所述目标物体进行扫描，得到所述所有方位的全息数据的操作。
100.其中，地理信息系统信息例如可包括以下至少一种：无人机采集的激光点云数据，地面数字高程模型((digital elevation map，dem)数据，或者数字正射影像图(digital orthophoto map，dom)数据等，根据地理信息系统信息可规划多个无人机的作业路线和航飞参数，根据作业路线和航飞参数控制多个无人机进行协同数据采集。
101.可以看出，本发明通过控制多个无人机从多视角对目标物体的一个剖面的所有方位进行包围；控制所述多个无人机沿所述目标物体进行同步采集，得到所述所有方位的全息数据，能够通过多无人机协同对目标物体进行同步数据采集，从而得到目标物体全方位的全息数据，从而提高无人机数据采集的效率，能够完整、不留死角地采集到目标物体的全方位数据。
102.需要说明的是，本实施例的具体实现过程可参见上述方法实施例所述的具体实现过程，在此不再详述。
103.本发明实施例可以根据所述方法示例对电子设备进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。所述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
104.本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤，上述计算机包括电子设备。
105.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，上述计算机包括电子设备。
106.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
107.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
108.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种
逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
109.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
110.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
111.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
112.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：内部闪存盘、只读存储器(英文：read
‑
only memory，简称：rom)、随机存取器(英文：random access memory，简称：ram)、磁盘或光盘等。
113.以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。