交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬交通事故現(xiàn)場勘查系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、地理信息模塊、GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、視頻分析模塊及視頻傳輸模塊；所述圖像采集模塊負(fù)責(zé)采集飛機(jī)回傳的圖像；地理信息模塊負(fù)責(zé)顯示現(xiàn)場周圍環(huán)境特征，以方便用戶確定現(xiàn)場位子，選擇航點(diǎn)；視頻分析模塊負(fù)責(zé)無人機(jī)在自主降落時，分析飛行器回傳的地面圖像，以躲避障礙物，從而完成自主降落；視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心，以便通過回傳的圖像分析現(xiàn)場情況，作出正確的判斷。本發(fā)明系統(tǒng)可使執(zhí)法交警無需操作遙控器，飛機(jī)自主完成起飛，巡航，返航，著陸等各個環(huán)節(jié)。
【專利說明】
交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬交通事故現(xiàn)場勘查系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無人直升機(jī)具有懸停、垂直起降與超低空飛行等靈活的飛行方式，因此它在軍事與民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，并逐漸成為一個研究熱點(diǎn)?；跓o人機(jī)的交通事故現(xiàn)場勘查系統(tǒng)也慢慢的進(jìn)入到了日常的交通事故處理現(xiàn)場。但是目前的基于無人機(jī)的交通事故現(xiàn)場勘查都需要人工操作無人機(jī)遙控器來完成。這就對執(zhí)勤交警提出了更高的要求，隨之而來的就帶來了一些問題，例如:執(zhí)法交警擔(dān)心由于操作不當(dāng)造成墜機(jī)事故。這類問題導(dǎo)致很多交警部門買了設(shè)備，但不敢用，從而造成了浪費(fèi)。目前基于無人機(jī)的交通事故現(xiàn)場處理過程如圖2，其中除了步驟3，其他過程都需要交警使用遙控器來完成飛行任務(wù)。如果執(zhí)法交警操作不熟練，就會導(dǎo)致墜機(jī)事故。通過實(shí)際市場調(diào)查，數(shù)據(jù)顯示導(dǎo)致墜機(jī)最多的原因是在起飛和降落兩個環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使執(zhí)法交警無需操作遙控器，飛機(jī)自主完成起飛，巡航，返航，著陸等各個環(huán)節(jié)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。
[0005]—種交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，它包括圖像采集模塊、地理信息模塊、GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、視頻分析模塊及視頻傳輸模塊。
[0006]所述圖像采集模塊負(fù)責(zé)采集飛機(jī)回傳的圖像。
[0007]所述地理信息模塊負(fù)責(zé)顯示現(xiàn)場周圍環(huán)境特征，以方便用戶確定現(xiàn)場位子，選擇航點(diǎn)。
[0008]所述GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
[0009]所述飛行控制模塊負(fù)責(zé)控制飛行器飛向目標(biāo)航點(diǎn)，向無人機(jī)遙控器發(fā)送帶有GPS坐標(biāo)的指令;遙控器在接收到控制指令后發(fā)送給無人機(jī)，最后由無人機(jī)完成飛行任務(wù)。
[0010]所述視頻分析模塊負(fù)責(zé)無人機(jī)在自主降落時，分析飛行器回傳的地面圖像，以躲避障礙物，從而完成自主降落。
[0011]所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心，以便通過回傳的圖像分析現(xiàn)場情況，作出正確的判斷。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，采用H264編碼技術(shù)將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心。
[0013]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述視頻分析模塊包括畸變矯正模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像分割模塊及模式識別模塊。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述圖像采集模塊采用魚眼鏡頭。
[0015]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述圖像分割模塊根據(jù)灰度、顏色、紋理和形狀特征將圖像劃分成若干互不交迭的區(qū)域，并使這些特征在同一區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出相似性，而在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出差異性。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述模式識別模塊將圖像分割獲得的各個小區(qū)域通過分析紋理和顏色特征對地面與障礙物進(jìn)行識別。
[0017]本發(fā)明系統(tǒng)可使執(zhí)法交警無需操作遙控器，飛機(jī)自主完成起飛，巡航，返航，著陸等各個環(huán)節(jié)。本發(fā)明魚眼鏡頭最大的作用是視角范圍大，視角一般可達(dá)到220°或230°，這為近距離拍攝大范圍景物創(chuàng)造了條件;魚眼鏡頭在接近被攝物拍攝時能造成非常強(qiáng)烈的透視效果，強(qiáng)調(diào)被攝物近大遠(yuǎn)小的對比，使所攝畫面具有一種震撼人心的感染力;魚眼鏡頭具有相當(dāng)長的景深，有利于表現(xiàn)照片的長景深效果。魚眼鏡頭的成像有兩種，一種像其他鏡頭一樣，成像充滿畫面；另一種成像為圓形。無論哪種成像，用魚眼鏡頭所攝的像，變形相當(dāng)厲害，透視匯聚感強(qiáng)烈。所以它常被用作特殊效果鏡頭，一只伸向魚眼鏡頭的手臂，會顯得比原先長一倍。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。
[0019]圖1為本發(fā)明視頻傳輸模塊整體框架圖。
[0020]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)操作流程框圖。
[0021 ]圖3為本發(fā)明視頻分析模塊流程框圖。
[0022]圖4為本發(fā)明飛行控制模塊處理流程圖。
[0023]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖所示，交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，它包括圖像采集模塊、地理信息模塊、GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、視頻分析模塊及視頻傳輸模塊。
[0025]所述圖像采集模塊負(fù)責(zé)采集飛機(jī)回傳的圖像。
[0026]所述地理信息模塊負(fù)責(zé)顯示現(xiàn)場周圍環(huán)境特征，以方便用戶確定現(xiàn)場位子，選擇航點(diǎn)。
[0027]所述GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。
[0028]所述飛行控制模塊負(fù)責(zé)控制飛行器飛向目標(biāo)航點(diǎn)，向無人機(jī)遙控器發(fā)送帶有GPS坐標(biāo)的指令;遙控器在接收到控制指令后發(fā)送給無人機(jī)，最后由無人機(jī)完成飛行任務(wù)。
[0029]所述視頻分析模塊負(fù)責(zé)無人機(jī)在自主降落時，分析飛行器回傳的地面圖像，以躲避障礙物，從而完成自主降落。
[0030]所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心，以便通過回傳的圖像分析現(xiàn)場情況，作出正確的判斷。
[0031]本發(fā)明所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，采用H264編碼技術(shù)將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心。
[0032]本發(fā)明所述視頻分析模塊包括畸變矯正模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像分割模塊及模式識別模塊。
[0033]本發(fā)明所述圖像采集模塊采用魚眼鏡頭。
[0034]本發(fā)明所述圖像分割模塊根據(jù)灰度、顏色、紋理和形狀特征將圖像劃分成若干互不交迭的區(qū)域，并使這些特征在同一區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出相似性，而在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出差異性。
[0035]本發(fā)明所述模式識別模塊將圖像分割獲得的各個小區(qū)域通過分析紋理和顏色特征對地面與障礙物進(jìn)行識別。圖2為本發(fā)明系統(tǒng)操作流程框圖；圖5為本發(fā)明系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0036]本發(fā)明勘查系統(tǒng)由平板電腦，遙控器，無人機(jī)及飛行控制系統(tǒng)組成。平板電腦主要負(fù)責(zé)運(yùn)行飛行控制系統(tǒng)，并且與遙控器連接，通過遙控器與飛機(jī)進(jìn)行通信。遙控器主要負(fù)責(zé)與無人機(jī)進(jìn)行通信。無人機(jī)主要負(fù)責(zé)采集圖像回傳給遙控器。飛行控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制無人機(jī)飛行。
[0037]飛行控制系統(tǒng)主要由以下內(nèi)容組成。
[0038]1、圖像采集模塊:負(fù)責(zé)采集飛機(jī)回傳的圖像。
[0039]2、地理信息模塊:負(fù)責(zé)顯示現(xiàn)場周圍環(huán)境特征方便用戶確定現(xiàn)場位子，選擇航點(diǎn)。
[0040]3、GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊:主要負(fù)責(zé)GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換;全球定位系統(tǒng)(GPS)坐標(biāo)的簡稱，一般由經(jīng)度和瑋度兩個參數(shù)組成，也叫經(jīng)瑋度。地球從格林尼治向東、西各劃分180個經(jīng)度;從赤道起，向南、北也各劃分90個瑋度。單位是六十進(jìn)制(度:分:秒，字母表示方向)或十進(jìn)制(正/負(fù)十進(jìn)制度)的。也可稱為真實(shí)世界的坐標(biāo)系，是用于確定地物在地球上位置的坐標(biāo)系。
[0041]火星坐標(biāo)系統(tǒng)是一種國家保密插件，也叫做加密插件或者加偏或者SM模組，其實(shí)就是對真實(shí)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行人為的加偏處理，按照特殊的算法，將真實(shí)的坐標(biāo)加密成虛假的坐標(biāo)，而這個加偏并不是線性的加偏，所以各地的偏移情況都會有所不同。而加密后的坐標(biāo)也常被人稱為火星坐標(biāo)系統(tǒng)。所有的電子地圖、導(dǎo)航設(shè)備，都需要加入國家保密插件。第一步，地圖公司測繪地圖，測繪完成后，送到國家測繪局，將真實(shí)坐標(biāo)的電子地圖，加密成“火星坐標(biāo)”，這樣的地圖才是可以出版和發(fā)布的，然后才可以讓GPS公司處理。第二步，所有的GPS公司，只要需要汽車導(dǎo)航的，需要用到導(dǎo)航電子地圖的，都需要在軟件中加入國家保密算法，將COM 口讀出來的真實(shí)的坐標(biāo)信號，加密轉(zhuǎn)換成國家要求的保密的坐標(biāo)。這樣，GPS導(dǎo)航儀和導(dǎo)航電子地圖就可以完全匹配，GPS也就可以正常工作了。
[0042]4、飛行控制模塊:該模塊主要負(fù)責(zé)控制飛行器飛向目標(biāo)航點(diǎn)，處理流程見圖4，主要通過移動平臺軟件向無人機(jī)遙控器發(fā)送帶有GPS坐標(biāo)的指令。遙控器在接收到控制指令后發(fā)送給無人機(jī)，最后由無人機(jī)完成飛行任務(wù)。
[0043]5、視頻分析模塊:視頻分析模塊主要負(fù)責(zé)無人機(jī)在自主降落的時候分析飛行器回傳的地面圖像來躲避障礙物等完成自主降落。視頻分析模塊的具體工作流程見圖3。
[0044]參見圖3所示，視頻分析模塊的具體工作流程如下。
[0045]1、畸變矯正。
[0046]魚眼鏡頭最大的作用是視角范圍大，視角一般可達(dá)到220°或230°，這為近距離拍攝大范圍景物創(chuàng)造了條件;魚眼鏡頭在接近被攝物拍攝時能造成非常強(qiáng)烈的透視效果，強(qiáng)調(diào)被攝物近大遠(yuǎn)小的對比，使所攝畫面具有一種震撼人心的感染力；魚眼鏡頭具有相當(dāng)長的景深，有利于表現(xiàn)照片的長景深效果。魚眼鏡頭的成像有兩種，一種像其他鏡頭一樣，成像充滿畫面;另一種成像為圓形。無論哪種成像，用魚眼鏡頭所攝的像，變形相當(dāng)厲害，透視匯聚感強(qiáng)烈。所以它常被用作特殊效果鏡頭，一只伸向魚眼鏡頭的手臂，會顯得比原先長一倍。由于無人機(jī)采用的是魚眼鏡頭，圖像有畸變，所以要進(jìn)行畸變矯正。
[0047]2、圖像預(yù)處理。
[0048]其目的是要改善圖像的視覺效果，針對給定圖像的應(yīng)用場合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識別效果，滿足某些特殊分析的需要。
[0049]3、圖像分割。
[0050]所謂圖像分割指的是根據(jù)灰度、顏色、紋理和形狀等特征把圖像劃分成若干互不交迭的區(qū)域，并使這些特征在同一區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出相似性，而在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出明顯的差異性。
[0051 ] 4、模式識別。
[0052]將圖像分割獲得的各個小區(qū)域通過分析紋理和顏色的特征識別出哪些是地面，哪些是障礙物。
[0053]5、視頻傳輸模塊。
[0054]自主飛行系統(tǒng)通過4G網(wǎng)絡(luò)，采用H264編碼技術(shù)將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送到交警指揮中心，這樣在指揮中心的領(lǐng)導(dǎo)和專家可以通過回傳的圖像分析現(xiàn)場情況，作出正確的判斷。
[0055]H264的目標(biāo)應(yīng)用涵蓋了目前大部分的視頻服務(wù)，如有線電視遠(yuǎn)程監(jiān)控、交互媒體、數(shù)字電視、視頻會議、視頻點(diǎn)播、流媒體服務(wù)等。H264為解決不同應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟町悺６x了兩層:視頻編碼層(VCL:Video Coding Layer)負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL:Network Abstract1n Layer)負(fù)責(zé)以網(wǎng)絡(luò)所要求的恰當(dāng)?shù)姆绞綄?shù)據(jù)進(jìn)行打包和傳送。如圖1所示。
[0056]本發(fā)明在具體操作時，可按如下步驟實(shí)施。
[0057]1、將飛行控制系統(tǒng)安裝在平板電腦上。
[0058]2、升級無人機(jī)控制程序。
[0059]3、用戶通過飛行控制系統(tǒng)下載事故現(xiàn)場所在城市地圖數(shù)據(jù)包。
[0060]4、對無人機(jī)進(jìn)行指南針校正。
[0061]5、接通無人機(jī)電源，通過無人機(jī)控制軟件查看無人機(jī)狀態(tài)，確保飛機(jī)電量和指南針等狀態(tài)正常。
[0062]6、通過飛行控制系統(tǒng)的地圖視圖選擇飛行航點(diǎn)。
[0063]7、點(diǎn)擊飛行控制系統(tǒng)的相應(yīng)功能按鈕完成自動起飛，巡航，降落等。
[0064]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像采集模塊、地理信息模塊、GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、飛行控制模塊、視頻分析模塊及視頻傳輸模塊； 所述圖像采集模塊負(fù)責(zé)采集飛機(jī)回傳的圖像； 所述地理信息模塊負(fù)責(zé)顯示現(xiàn)場周圍環(huán)境特征，以方便用戶確定現(xiàn)場位子，選擇航點(diǎn)； 所述GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)GPS坐標(biāo)與火星坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換； 所述飛行控制模塊負(fù)責(zé)控制飛行器飛向目標(biāo)航點(diǎn)，向無人機(jī)遙控器發(fā)送帶有GPS坐標(biāo)的指令;遙控器在接收到控制指令后發(fā)送給無人機(jī)，最后由無人機(jī)完成飛行任務(wù)； 所述視頻分析模塊負(fù)責(zé)無人機(jī)在自主降落時，分析飛行器回傳的地面圖像，以躲避障礙物，從而完成自主降落； 所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心，以便通過回傳的圖像分析現(xiàn)場情況，作出正確的判斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻傳輸模塊通過4G網(wǎng)絡(luò)，采用H264編碼技術(shù)將飛機(jī)回傳的圖像發(fā)送至交警指揮中心。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻分析模塊包括畸變矯正模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像分割模塊及模式識別模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集模塊采用魚眼鏡頭。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像分割模塊根據(jù)灰度、顏色、紋理和形狀特征將圖像劃分成若干互不交迭的區(qū)域，并使這些特征在同一區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出相似性，而在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出差異性。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通事故航勘飛行操控系統(tǒng)，其特征在于:所述模式識別模塊將圖像分割獲得的各個小區(qū)域通過分析紋理和顏色特征對地面與障礙物進(jìn)行識別。
【文檔編號】H04N7/18GK106027980SQ201610455489
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】高仁軍
【申請人】沈陽天擇智能交通工程有限公司