基于系留无人机的像素空间显示系统、控制方法及终端与流程

专利2022-05-09  2


本申请涉及无人机的领域,尤其是涉及一种基于系留无人机的像素空间显示系统、控制方法及终端。



背景技术:

无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备及自备的程序控制装置操纵,或由车载计算机自主操作的不载人飞机。无人机分为军用与民用,随着科技的不断发展,民用无人机的使用越来越广泛。

目前存在自带光源的无人机,多个使用者分别控制多台无人机进行飞行,每个无人机自带的光源作为像素点,由像素点组合形成字符、图案等,空中发光字符可作为信号传达或者娱乐之用。

针对上述中的相关技术,发明人认为存在有现有的无人机灯光秀需要依赖多个使用者进行同时操控,依赖于多个使用者的默契程度以及操作能力,条件苛刻,存在有操作难度大的缺陷。



技术实现要素:

第一方面,为了降低无人机灯光秀的操作难度,本申请提供一种基于系留无人机的像素空间显示系统。

本申请提供的一种基于系留无人机的像素空间显示系统,采用如下的技术方案:

一种基于系留无人机的像素空间显示系统,包括多架无人机、与无人机连接的发光装置,发光装置包括与每架无人机对应的多个光源,且多个光源呈线性排列,同一无人机上的多个光源可单独运行;

还包括与无人机连接的灯光控制器,所述灯光控制器用于控制各光源亮灭、改变亮度或改变颜色。

通过采用上述技术方案,通过无人机承载发光装置,多个无人机可以线型排列,使得多个发光装置的光源呈平面排布,通过控制多个光源的亮灭显示平面发光图案或字符,或是多个无人机矩阵型排列,使得多个发光装置的光源呈三维排布,通过控制多个光源的亮灭显示3d光影,灯光控制器改变颜色或改变亮度,以此方便调整光源所形成的平面发光图案或字符或3d光影,以此减少无人机的数量,降低操控的难度,同时提升显示效果。

优选的,还包括与各无人机连接的定位装置、通讯装置及与各定位装置连接的总控台,定位装置用于采集其对应无人机的位置信息,通讯装置用于连接定位装置与总控台以传输位置信息,总控台用于接收各无人机的位置信息并依据预先给定的目的坐标及各无人机的位置信息发送调整指令至各无人机。

通过采用上述技术方案,而定位装置与总控台的配合可以实现无人机的位置纠正和锁定,从而降低无人机灯光秀的操作难度。

优选的,无人机采用系留式无人机,系留式无人机的系留电缆与发光装置的供电部分连接,所述发光装置采用灯带。

通过采用上述技术方案,系留式无人机可以提升无人机的续航,系留式无人机的系留电缆与发光装置连接,以此提升灯带的续航时间。

优选的,所述灯带与系留式无人机的系留电缆之间连接有连接件。

通过采用上述技术方案,通过连接件,连接系留电缆与灯带,以此对灯带进行支撑,避免灯带位置偏移过大而使平面发光图案或字符或3d光影变形过度,避免影响辨识度和显示效果。

第二方面,为了降低无人机灯光秀的操作难度,本申请提供一种控制方法,采用如下的技术方案:

一种控制方法,包括,

采集各无人机的位置信息;

采集给定的目的坐标;

依据各无人机的位置信息及目的坐标判断各无人机是否到达指定区域;

若判断结果为无人机未到达指定区域,则计算无人机的位置偏移参数;

依据位置偏移参数输出用于控制各无人机移动的调整指令并发送至各无人机。

通过采用上述技术方案,给定的目的坐标即无人机需要到达的位置,以此使灯带到达指定位置,形成2d光幕或3d光幕,而若无人机未到达目的坐标,则依据位置偏移参数输出调整指令,自动控制无人机到达指定位置,从而方便后期的光幕演示,降低操作难度。

优选的,在所述采集各无人机的位置信息后,执行图像显示操作,还包括,

采集给定的图像信息;

依据图像信息解析各像素点的显示信息及在图像中的像素坐标,显示信息包括rgb值、亮度值;

依据各像素点的像素坐标匹配对应的光源;

依据像素点的显示信息输出用于控制其对应的光源的显示状态的控制信号。

通过采用上述技术方案,根据输入的图像信息进行解析,通过像素点的像素坐标及显示信息,得到控制信号,以此控制对应光源的显示状态,从而直接根据现有图片制作2d光幕显示的内容,减少中间的人为设计的工作量。

优选的,在所述采集给定的目的坐标步骤中,各无人机的目的坐标对应的坐标点呈直线型或弧线型排列且其排列方向与发光装置中光源的排列方向相互垂直,各无人机的目的坐标对应的坐标点等距间隔分布。

通过采用上述技术方案,当各无人机的目的坐标对应的坐标点呈直线型排列,多个光源组成平面2d光幕,而当各无人机的目的坐标对应的坐标点呈弧线型排列,多个光源组成曲面2d光幕,以此方便针对某一视角进行显示,提升观看效果。

优选的,在所述采集各无人机的位置信息步骤后,采集像素密度信息,并响应于像素密度信息执行像素密度设置操作,包括,

获取当前时刻相邻无人机之间的横向间距;

获取同一发光装置上的相邻光源的光源间距;

依据像素密度信息计算生成横向点距与竖向点距;

依据横向点距及当前的横向间距输出用于控制各无人机移动的调整指令并发送至各无人机;

依据竖向点距及光源间距输出用于控制各光源亮灭的控制信号。

通过采用上述技术方案,通过输入的像素密度信息计算横向点距与竖向点距,横向点距对应横向间距,竖向点距对应光源间距,分别得到各无人机需要移动的距离以及需要调节的光源数量,当各无人机变得分散后,及熄灭的光源增加时,光幕整体的分辨率会下降,同时覆盖区域会增大,以此调整所形成的光幕整体的分辨率,改变整体视觉效果。

优选的,所述依据竖向点距及光源间距输出用于控制各光源亮灭的控制信号的步骤中;

若竖向点距大于当前的光源间距且两者的差值绝对值超过预设值时,则计算差值绝对值与光源间距的倍数,依据所得倍数输出用于控制部分光源熄灭的控制信号;

若竖向点距小于当前的光源间距或两者的差值绝对值未超过预设值时,输出比例失调提示。

通过采用上述技术方案,若竖向点距大于当前的光源间距且两者的差值绝对值超过预设值时,表示需要调整的分辨率的像素点间距的宽度大于相邻两个光源的间距,此时可每间隔设定数量的光源点亮一个光源,以此适配横向点距,避免像素比例失调,当分辨率高于实际的光源密度时,则输出比例失调提示,表示分辨率无法再往上调。

第三方面,为了降低无人机灯光秀的操作难度。本申请提供一种智能终端,采用如下的技术方案:

一种智能终端,包括存储器和处理器,所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述控制方法的计算机程序。

通过采用上述技术方案,通过智能终端实现无人机控制光源移动,在空中实现2d光幕与3d光幕的显示,降低无人机灯光秀的操作难度,并通过无人机间距调整与光源调整的方式调整分辨率,从而提升光幕的显示效果。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.多个无人机可以线型排列,使得多个发光装置的光源呈平面排布,通过控制多个光源的亮灭显示平面发光图案或字符,或是多个无人机矩阵型排列,使得多个发光装置的光源呈三维排布,通过控制多个光源的亮灭显示3d光影,而定位装置与总控台的配合可以实现无人机的位置纠正和锁定,从而降低无人机灯光秀的操作难度;

2.灯光控制器改变颜色或改变亮度,以此方便调整光源所形成的平面发光图案或字符或3d光影;

3.给定的目的坐标即无人机需要到达的位置,以此使灯带到达指定位置,形成2d光幕或3d光幕,而若无人机未到达目的坐标,则依据位置偏移参数输出调整指令,自动控制无人机到达指定位置,从而方便后期的光幕演示,降低操作难度。

附图说明

图1是本申请实施例的像素空间显示系统的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的像素空间显示系统的系统模块示意图。

图3是本申请实施例的控制方法的方法流程图。

图4是本申请实施例的控制方法的部分方法流程图,主要展示图像显示操作步骤。

图5是本申请实施例的控制方法的部分方法流程图,主要展示像素密度调节的步骤。

附图标记说明:1、无人机;11、系留电缆;2、灯带;21、光源;22、灯光控制器;3、定位装置;4、通讯装置;5、总控台。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于系留无人机的像素空间显示系统。参照图1、图2,基于系留无人机的像素空间显示系统包括无人机1、定位装置3、通讯装置4、总控台5、发光装置及灯光控制器22。无人机1有多架,每架无人机1上安装有一个定位装置3,用于方便分别操控各无人机1至指定位置,总控台5用于通过通讯装置4向无人机1下达指令进行完全控制。发光装置包括悬吊于每架无人机1底部的灯带2,无人机1带动灯带2到达上空,各个间隔排列的灯带2形成2d或3d光幕,而灯带2上沿其长度方向分布有光源21,光源21可采用miniled灯珠,灯光控制器22用于控制各miniled灯珠亮灭、改变亮度或改变颜色,以此在2d或3d光幕上显示发光字符、图案。

其中,定位装置3采用gps定位仪,用于采集其对应无人机1的位置信息,发光装置,而通讯装置4可采用gprs模块,或者lora模块,蓝牙模块,或者2g、3g、4g、5g模块。总控台5通过通讯装置4接收各无人机1的位置信息,再依据预先给定的目的坐标及各无人机1的位置信息通过通讯装置4发送调整指令至各无人机1。其中预先给定的目的坐标,即用户指定的无人机1需要到达的位置,当各无人机1均到达目的坐标时,灯带2形成预设的2d或3d光幕,以此避免无人机1位置偏移而影响发光字符或图案的正常展示。

灯光控制器22可采用s3800智能调光控制器,用于控制各个灯带2上的各miniled灯珠的亮灭、亮度或颜色,从而调整显示的发光字符、图案等,提升显示的效果。本实施例中的无人机1采用系留式无人机1,系留式无人机1通过其自带的系留电缆11进行供电,部分系留式无人机1也通过系留电缆11进行通讯,使用时系留式无人机1的系留电缆11一端连接无人机1,另一端连接地面的供电器,供电器采用发电机、电瓶等。而灯带2的供电部分与系留电缆11连接,以此汲取电能进行长时间续航。

灯带2与系留电缆11之间连接有连接件,连接件可采用拉索或柔性绳,其一端与灯带2远离无人机1的一端固定,其另一端与系留电缆11的中间段连接,从而对灯带2进行支撑,避免灯带2在风阻等影响下发生偏移而导致灯带2之间无法保持平行状态,从而使得2d光幕或3d光幕上的发光字符及图案可以正常显示。且为减小灯带2的风阻,灯带2选取直径小于1厘米的线材,表面采用光滑材质覆盖,以此尽可能减少风对灯带2位置的影响。

参照图3,本申请实施例还公开一种控制方法,应用上述基于系留无人机的像素空间显示系统实现,具体包括如下步骤:

s100、采集各无人机1的位置信息。

具体的,通过各无人机1自带的gps定位仪采集无人机1当前的位置坐标,并通过通讯装置4实时传输给总控台5。

s200、采集给定的目的坐标.

具体的,给定的目的坐标由用户输入,可采用经纬度坐标及海拔高度形成的空间坐标的形式,其表示无人机1移动后的最终位置。

各无人机1的目的坐标对应的坐标点呈直线型或弧线型排列且其排列方向与发光装置中光源21的排列方向相互垂直,当各无人机1的目的坐标对应的坐标点呈直线型排列时,多个光源21组成平面2d光幕。而当各无人机1的目的坐标对应的坐标点呈弧线型排列时,多个光源21组成曲面2d光幕,以此针对某一视角进行显示,提升观看效果。各无人机1的目的坐标对应的坐标点等距间隔分布,以此提升画面各部分光源21的均匀程度。

s300、依据各无人机1的位置信息及目的坐标判断各无人机1是否到达指定区域。

具体的,判断方式为,先设定偏差距离,当无人机1当前的位置信息中包含的位置坐标与目的坐标的直线距离在偏差距离以内时,判断结果为该无人机1已到达指定区域就位,此时只需控制无人机1保持原地待命即可;

当无人机1当前的位置信息中包含的位置坐标与目的坐标的直线距离在偏差距离以外时,判断结果为该无人机1未到达指定区域;

s310、若无人机1未到达指定区域,此时计算无人机1的位置偏移参数;

s400、依据位置偏移参数输出用于控制各无人机1移动的调整指令并发送至各无人机1。

具体的,位置偏移参数记录有无人机1需要移动的移位方向及移动距离,按照无人机1当前的位置信息中包含的位置坐标与目的坐标的差值及其矢量方向来确定。调整指令用于控制无人机1各旋翼的转速,以此控制无人机1进行移位。

在步骤s100,即采集各无人机1的位置信息后,可执行图像显示操作,参照图4,具体步骤包括,

s110、采集给定的图像信息。

具体的,给定的图像信息的分辨率需要与光源21所形成的的光幕的分辨率对应,或者采用分辨率比例缩放的方式,将较高分辨率的图片压缩,按照对应比例转换成适配于当前光幕分辨率的图片,adobe等一般的图形软件即可实现该功能。

s120、依据图像信息解析各像素点的显示信息及在图像中的像素坐标,显示信息包括rgb值、亮度值。

具体的,在给定的图像信息对应的图片的分辨率与当前光幕分辨率一致的情况下,图片的各像素点与各光源21一一对应,像素点的亮度值、rgb值与光源21的亮度及颜色对应,具体可制定两者相互对应的参考列表。

s130、依据各像素点的像素坐标匹配对应的光源21。

具体的,像素坐标用于表示像素点在图片上的位置,对应光源21在光幕中的参考坐标,以此找到像素点对应的光源21进行控制。

s140、依据像素点的显示信息输出用于控制其对应的光源21的显示状态的控制信号。

具体的,通过像素点的亮度值及rgb值控制光源21的显色,当像素点为黑色时,光源21可以熄灭。

在实际使用过程中,不同的观看距离需要不同尺寸的光幕,而当观看距离较远时,则需要较大尺寸的光幕,此时显示效果最佳。因此,在采集各无人机1的位置信息后,参照图5,还包括如下步骤:

s1、采集像素密度信息,并响应于像素密度信息执行像素密度设置操作。

具体的,像素密度信息包括像素密度参数,由用户手动输入或者增加预设的多个选项供用户选择,多个选项分别对应不同的分辨率。像素密度信息还包括显示尺寸,设定的显示尺寸越大则像素密度越低。

上述像素密度设置操作包括,

s2、获取当前时刻相邻无人机1之间的横向间距;

具体的,本实施例中各无人机1呈直线型排列分布,灯带2自然垂落,形成平面光幕,横向间距表示相邻无人机1的水平间距。

s3、获取同一发光装置上的相邻光源21的光源21间距;

具体的,光源21间距即表示灯带2上相邻miniled灯珠的间距。

s4、依据像素密度信息计算生成横向点距与竖向点距。

具体的,横向点距表示相邻灯带2之间在完成像素密度设置操作后最终需要保持的水平间距,竖向点距表示同一灯带2上相邻两个点亮的miniled灯珠的间距。

s5、依据横向点距及当前的横向间距输出用于控制各无人机1移动的调整指令并发送至各无人机1;依据竖向点距及光源21间距输出用于控制各光源21亮灭的控制信号。

具体的,调整指令用于控制无人机1的旋翼,对无人机1进行移位,当输入的像素密度升高时,需要缩小各无人机1之间的间距,同时启用同一灯带2上更多的miniled灯珠。当输入的像素密度降低时,则扩大各无人机1之间的间距。

且若竖向点距大于当前的光源21间距且两者的差值绝对值超过预设值时,则计算差值绝对值与光源21间距的倍数,依据所得倍数输出用于控制部分光源21熄灭的控制信号。即每间隔固定数量的miniled灯珠再启用一个miniled灯珠,此处的部分光源21的固定数量依据像素密度决定,像素密度越低则固定数量越大。

若竖向点距小于当前的光源21间距或两者的差值绝对值未超过预设值时,表示所需像素密度高于实际的光源21密度时,则输出比例失调提示,表示像素密度无法再往上调。

本实施例还提供一种智能终端,包括存储器和处理器,处理器可采用cpu或mpu等中央处理部件或以cpu或mpu为核心所构建的主机系统,存储器可采用ram、rom、eprom、eeprom、flash、磁盘、光盘等存储设备。该存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述控制方法的计算机程序。

本申请实施例一种基于系留无人机的像素空间显示系统的实施原理为:通过总控台5与定位装置3控制多个无人机1进行排列及位置锁定,多个无人机1上垂下的灯带2,形成2d或3d的光幕。用户可根据实际的观看距离调整各无人机1的间距及需要启用的光源21,灯光控制器22根据用户输入的图像信息控制指定的光源21显示对应的颜色或亮度。且由于定位装置3与总控台5的配合可以实现无人机1的位置纠正和锁定,从而降低无人机1灯光秀的操作难度。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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