面向复杂动态场景的多无人机协同摄影

摘要

当前,对复杂动态场景的实时拍摄仍然以人为操控的方式为主.为了使用无人机对这种场景自动地进行完整拍摄,提出将其分解为场景分割、拍摄构图和无人机调度3个子问题的方法.首先采用带有阈值的K-means聚类算法完整、有效地对场景进行合理分割,以获得一系列小场景,每个小场景对应一架无人机;然后根据小场景之间的位置关系计算获得无人机最佳的拍摄位置,保证在完整拍摄每个小场景的同时,无人机群拍摄的画面有一定的关联性和整体性;最后将无人机飞行调度问题转化为任务指派问题,使用匈牙利算法将拍摄位置指派给每架无人机完成相应的拍摄任务,使无人机群的飞行距离总和最短,完成对复杂动态场景的实时持续拍摄.实验结果表明,该方法可以有效地使用仿真程序控制多架无人机,对复杂动态场景进行多角度且包含全部对象的实时持续自动拍摄.通过观察无人机的飞行轨迹和拍摄结果中目标物体的位置,可以发现,该方法相比场景均分等直接方式,拍摄效果有明显的提升.