图像可视化系统、图像可视化方法及无人机技术方案

本发明专利技术提供了一种图像可视化系统，包括：一个或多个停放站；无人机，被容纳在停放站中，并且每个无人机设置有至少一个显示器；以及控制装置，可通信地耦合于无人机并且被配置为将至少部分无人机从至少一个停放站引导到预定的空间区域，从而按照无人机布置的预定模型将每个被引导的无人机布置在预定空间位置以在空中由显示器形成至少一个集合显示器，其中，控制装置被配置为发送与图像相关的数据至被引导的无人机从而使得所述图像显示在集合显示器的至少一个部分上，以及其显示器形成集合显示器的无人机限定至少一个可移动的无人机队列以作为集合显示器的一部分。此外，本发明专利技术还提供了另一种图像可视化系统，以及图像可视化方法。化方法。化方法。

【技术实现步骤摘要】
图像可视化系统、图像可视化方法及无人机


[0001]本专利技术涉及航空设备，尤其涉及空中图像可视化装置和方法，具体涉及基于利用可控无人机的图像可视化系统和方法，以及可作为该图像可视化系统和方法的一部分的无人机。

技术介绍

[0002]迄今，现有技术中，各种设计的用于图像可视化并具有推进单元的载人和无人飞行器受到广泛欢迎。尤其是，已知的有无人驾驶飞机、飞机、直升机、滑翔机、浮空器等类型的飞行器，其能够在某种程度上进行空中图像可视化，尤其能够携带显示器以显示图像，携带屏幕以投影图像在其上，携带各种光源以发射不同波长的光，和/或能够向空中散布各种气溶胶或悬浮剂以投影在其上图像，等等。
[0003]无人机比其他类型的飞行器更有优势，其可用于空中图像可视化，如下：(i)可在计划使用此无人机对图像进行可视化的空间区域附近存放此无人机，从而使无人机在预定的空间区域快速占据合适的空间位置；(ii)可获得地方当局(地方管理部门)的许可，在城市范围内使用此无人机以可视化图像，例如，静态或动态广告图像；(iii)可以离地面，相应地，离观看者较近距离使用此无人机进行空中图像可视化，从而使观看者清楚看到被可视化的图像；(iv)如果发生无人机操作失灵、故障、或意外碰撞到其他空中物体或地面物体，对观看可视化图像的观看者造成严重伤害或产生生命威胁的可能性较小；以及(v)使用此无人机实现可视化图像的空间区域中，由于无人机的空气推进单元的运作而产生的噪音污染减少。
[0004]同时，如果使用其他类型的飞行器，比如，飞机、直升机、滑翔机、浮空器等，在某些空间区域，尤其是都市条件下，会对图像可视化有很大的限制。特别是，飞机、直升机、和其他类似飞行器需要具有占用相当大面积的相应的起飞和着陆区，需要获得地方当局的允许才能在城市范围内使用此飞行器对图像进行可视化，并且可能会从计划使用此飞行器对图像进行可视化的所述空间区域中大量移除。此外，由于多数飞行器的整体尺寸，其空中移动速度以及其发动机或空气推进单元产生的噪音，在城市范围内并相距观看此飞行器实现的可视化图像的观看者较近距离，不太可能用到此飞行器。
[0005]例如，2019年5月28日公布的专利号10303415的美国专利(以下称US10303415)描述了一种图像可视化系统，该系统包括各自具有用于图像可视化的不同装置的无人机，以及控制装置，该控制装置以有线或无线方式可通信地耦合于无人机并且被配置为将无人机引导到预定的空间区域，从而将每个被引导的无人机布置在预定的空间位置以由显示器在空中形成集合显示器。应当注意的是，US 10303415公开的所述图像可视化系统没有在密切靠近计划进行空中图像可视化的所述空间区域中提供用于图像可视化的无人机的容纳或停放处，因而也使运送无人机到所述空间区域的任务和使实现图像可视化过程的无人机更换或续航范围补充的任务复杂化，并且延长了使用此无人机在空中形成集合显示器的过程的时间。
[0006]因此，在预定的空间区域，尤其在城市范围内，大规模使用无人机进行图像可视化至少急需解决以下相关问题：在计划使用此无人机进行空中图像可视化的空间区域附近(城市范围内,包括在所述空间区域中)，容纳或停放此无人机，或者运送此无人机到所述空间区域。
[0007]相应地，2017年5月18日公布的专利号10370101的美国专利(以下称US10370101)描述了一种图像可视化系统，该系统包括各自具有用于图像可视化的不同装置的无人机、容纳所述无人机的停放站、以及控制装置，该控制装置可通信地耦合于无人机并且被配置为将所述无人机引导到预定的空间区域，从而将每个被引导的无人机布置在预定空间位置以由显示器在空中形成集合显示器。
[0008]虽然US10370101公开的图像可视化系统至少部分解决了以上用于图像可视化的无人机的容纳和停放任务，根据US10370101的所述无人机只能在空中悬停，从而保持其在空中的空间位置，因而保持具有可视化图像的集合显示器的空间位置，因而，在不损坏可视化图像的质量的情况下(特别是，例如，至少一部分可视化图像不会暂时消失，该部分对应有关被更换的所述无人机的图像可视化装置)，使其图像可视化装置参与集合显示器上图像的可视化的无人机中至少一个的更换可能性变得复杂，和/或，在不损坏可视化图像的质量的情况下(特别是，例如，至少一部分可视化图像不会暂时消失，该部分对应有关被移动的所述无人机的图像可视化装置，或者，一段时间内暂时不会中断可视化图像的展示，该段时间对应重新布置无人机以改变其图像可视化装置形成的集合显示器的空间位置所需的必要时间)，使在空中移动集合显示器的可能性变得复杂。
[0009]因此，US10370101公开的已知图像可视化系统的主要缺点是，在对其图像可视化装置参与集合显示器上图像可视化的无人机中至少一个进行更换的时候，和/或如果需要在空中移动集合显示器以及相应地移动该集合显示器上可视化的图像，可能会损失集合显示器上显示的图像质量。
[0010]因此，显而易见地，需要进一步改进已知的图像可视化系统，特别是，在空中移动该集合显示器以及其上的可视化图像时以及更换至少一个无人机时，需要保持不同无人机的图像可视化装置形成的集合显示器上的可视化图像的质量。
[0011]因此，本专利技术解决的技术问题是，创建一种图像可视化系统，该系统至少部分消除了已知图像可视化系统的以上缺点中的至少一个，在其图像可视化装置参与集合显示器上图像的可视化的无人机中的至少一个被更换时，和/或在空中移动具有可视化图像的集合显示器时，该已知系统增加了图像质量被损坏的可能性。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是创建一种图像可视化系统，其解决了现有技术中的至少一个上述问题，并且扩展图像可视化装置的范围。
[0013]本专利技术的第一方面通过以下方式解决了当前的任务：主题的图像可视化系统中，包括：(i)一个或多个停放站；(ii)无人机，被容纳在停放站中，并且每个无人机设置有至少一个显示器；以及(iii)控制装置，可通信地耦合于无人机并且被配置为将至少部分无人机从至少一个停放站引导到预定的空间区域，从而按照无人机布置的预定模型将每个被引导的无人机布置在预定空间位置以在空中由显示器形成至少一个集合显示器，其中，(a)控制
装置被配置为发送与图像相关的数据至被引导的无人机从而在集合显示器上显示所述图像，以及(b)其显示器形成集合显示器的无人机限定至少一个可移动的无人机队列以作为集合显示器的一部分。
[0014]进一步地，本专利技术的第二方面通过以下方式解决了当前的任务：主题的图像可视化系统包括：(i)一个或多个停放站；(ii)无人机，被容纳在停放站中，每个无人机设置有至少两个可控光源，每个可控光源被配置为发射可变波长的光；以及(iii)控制装置，可通信地耦合于无人机并且被配置为将至少部分无人机从停放站引导到预定的空间区域，从而按照无人机布置的预定模型将每个被引导的无人机布置在预定空间位置以在空中形成光源的至少一个显示器，其中，(a)每个光源对应于显示器的至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像可视化系统，包括：一个或多个停放站，无人机，被容纳在所述停放站中，并且每个无人机设置有至少一个显示器，以及控制装置，可通信地耦合于所述无人机并且被配置为将至少部分所述无人机从至少一个所述停放站引导到预定的空间区域，从而按照无人机布置的预定模型将每个被引导的无人机布置在预定空间位置以在空中由所述显示器形成至少一个集合显示器，其中，所述控制装置被配置为发送与图像相关的数据至所述被引导的无人机从而使得所述图像显示在所述集合显示器的至少一部分上，以及其显示器形成所述集合显示器的无人机限定至少一个可移动的无人机队列以作为所述集合显示器的一部分。2.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机还设置有位置确定模块，所述位置确定模块被配置为实时确定所述无人机的地理坐标，并且每个所述无人机被配置为向所述控制装置发送特定的空间坐标，并且，所述控制装置还被配置为，如果基于所述无人机的空间坐标判定无人机之间的距离小于预定阈值，则向所述无人机发送导航命令以改变其移动路线。3.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机还设置有测量传感器，所述测量传感器用于测量所述无人机的飞行参数，并且每个所述无人机还被配置为发送所测量的所述无人机的飞行参数至所述控制装置，并且所述控制装置还被配置为，如果所述无人机的飞行参数中的至少一个与阈值不对应或者超出阈值范围，发送导航命令至每个所述无人机以改变其移动路线和/或操作模式。4.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机设置有至少一个电源并且还被配置为实时发送与续航范围相关的数据至所述控制装置，从而如果待更换的无人机的续航范围低于预定阈值，则使用来自至少一个所述停放站的至少一个其他无人机来更换所述待更换的无人机。5.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机还被配置为实时发送与其显示器操作相关的数据至所述控制装置，从而如果其显示器出现故障，则使用来自至少一个所述停放站的至少一个其他无人机来更换显示器出现故障的无人机。6.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机还设置有测量传感器，所述测量传感器用于测量所述无人机的结构状态的参数，并且每个所述无人机还被配置为实时发送所测量的所述无人机的结构状态的参数至所述控制装置，从而如果所述无人机的结构状态的参数中的至少一个与阈值不对应或者超出阈值范围，则使用来自至少一个所述停放站的至少一个其他无人机来更换所述无人机。7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个电源各自包括选自以下组的至少一种：电池、基于内燃机的发电机、基于氢能发动机的发电机、以及太阳能电池板。8.根据权利要求4或7所述的系统，其中，至少一个所述停放站还设置有至少一个充电装置，并且所述控制装置还被配置为将每个耗完电的无人机引导至所述至少一个停放站，从而使其连接到其中一个所述充电装置以补充所述耗完电的无人机的续航范围。9.根据权利要求8所述的系统，其中，每个所述充电装置是无线充电装置或者有线充电装置。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述无人机被配置为当被容纳在停放站时彼此串联地或并联地电连接，从而使所述无人机连接于充电装置以同时补充其续航范围。11.根据权利要求8所述的系统，其中，每个所述无人机还设置有探测装置，所述探测装置用于在所述探测装置的运作区域内确定相距其他无人机的距离，并且每个所述无人机还被配置为，如果相距所探测到的其他无人机的距离小于阈值，则改变所述无人机的空间位置、移动路线和/或操作模式，或者每个所述无人机还被配置为将与相距所探测到的其他无人机的距离的特定数值相关的数据发送至所述控制装置，从而如果相距所探测到的其他无人机的距离小于阈值，则改变所述无人机或所述所探测到的其他无人机的空间位置、移动路线和/或操作模式。12.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机设置有两个显示器，所述两个显示器在所述无人机上的位置使得所述两个显示器相对于彼此朝向相反方向，其中，在形成所述集合显示器时，其中一个显示器限定所述集合显示器的两个相反侧面中的一个侧面，另一个显示器限定所述集合显示器的两个相反侧面中的另一个侧面。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制装置使得所述集合显示器的所述两个相反侧面显示同一图像、使得所述集合显示器的所述两个相反侧面中的其中一个侧面显示图像、或者使得所述集合显示器的所述两个相反侧面显示不同图像。14.根据权利要求1或13所述的系统，其中，被显示的所述图像是静态图像或动态图像。15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制装置还被配置为发送导航命令至其显示器形成所述集合显示器的无人机，从而重新布置这些无人机以改变所述集合显示器的形状和/或大小。16.根据权利要求1或15所述的系统，其中，所述集合显示器是二维显示器或三维显示器。17.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被分成至少两组，其中，一组中的无人机的移动速度和/或移动方向与另外一组中的无人机不同。18.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被分成至少两组，其中，一组中的无人机的显示器的整体尺寸、刷新率和/或亮度与另外一组中的无人机的显示器不同。19.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机保持其空间位置一段时间，该段时间对应于图像的显示时长。20.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被分成至少两组，并且所述控制装置使得在所述集合显示器的一部分上显示图像，所述集合显示器的该部分由属于其中一组的无人机的显示器形成，在所述集合显示器的该部分上显示的该图像不同于在所述集合显示器的另一部分上显示的图像，所述集合显示器的所述另一部分由属于另外一组的无人机的显示器形成。21.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的所述无人机被分成至少两组，并且所述控制装置使得在所述集合显示器的一部分上显示图像，所述集合显示器的该部分由属于其中一组的无人机的显示器形成，并使得在所述集合显示器的另一部分上显示同一图像，所述集合显示器的所述另一部分由属于另外一组的无人机的显示器形成。
22.根据权利要求1所述的系统，其中，被引导到预定的空间区域的无人机被分成两组，其中，第一组的无人机的显示器形成所述集合显示器的第一层，第二组的无人机的显示器形成所述集合显示器的第二层。23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述控制装置使得在所述集合显示器的第一层的显示器上显示图像，该图像不同于在所述集合显示器的第二层的显示器上显示的图像，或者与在所述集合显示器的第二层的显示器上显示的图像相吻合。24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述控制装置使得在所述集合显示器的第一层的显示器上显示主图像，并且在所述集合显示器的第二层的显示器上显示另一图像，该另一图像是所述主图像的背景图像。25.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无人机的显示器中的每一个是选自以下组的显示器的一种：LCD显示器、LED显示器、OLED显示器、AMOLED显示器、DLP显示器、TFT显示器、IPS显示器、TN显示器、STN显示器、CSTN显示器、FSTN显示器、DSTN显示器、DLP显示器、TFD显示器、LTPS显示器、UFB显示器、CRT显示器、PDP显示器、以及激光显示器。26.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无人机被配置为，当由所述无人机的显示器形成所述集合显示器时，所述无人机可拆卸地彼此相互作用。27.根据权利要求1所述的系统，其中，将被引导至预定的空间区域的无人机中至少两个被配置为彼此机械连接以形成合成无人机，该合成无人机被配置为在形成集合显示器时与所述无人机中至少一个其他无人机可拆卸地相互作用。28.根据权利要求1所述的系统，其中，将被引导至预定的空间区域的无人机被配置为彼此机械连接以形成合成无人机，并且所述控制装置使得由所述合成无人机的显示器形成所述集合显示器。29.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机沿着三个坐标轴中至少一个坐标轴而相对于彼此在空间上移位，从而使得所述集合显示器具有凹形、凸形或曲线形。30.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机形成预定数量的顺序布置的水平行或竖直行，在每一行中，所述无人机朝向行的末端彼此相继地移动，且当移动超出所述行的末端的极限位置时所述无人机返回到所述行的开头。31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述彼此相继地移动的无人机以及相应的返回的无人机一起限定无人机的闭合队列。32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述控制装置使得图像的对应部分由所述彼此相继地移动的无人机的显示器显示，并且使得所述返回的无人机的显示器关闭或变暗。33.根据权利要求31或32所述的系统，其中，所述控制装置使得在耗完电的无人机返回到对应的无人机的行的开头的过程中将每个耗完电的无人机更换为已充电的无人机。34.根据权利要求33所述的系统，其中，所述控制装置还将耗完电的无人机引导到停放站以补充其续航范围，并且使得已补充续航范围的无人机返回，从而使用其更换另一个耗完电的无人机。35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述控制装置使得当耗完电的无人机出现在与充电处之间具有最短距离的空间位置处时将所述耗完电的无人机更换为已充电的无人机。36.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制装置将一定数量的已充电的无人机引
导至预定的空间区域，该数量对应于其显示器形成所述集合显示器的无人机的数量，从而实质上同时将这些无人机更换为所述已充电的无人机。37.根据权利要求36所述的系统，其中，所述控制装置还使得在空间的所述区域中由所述已充电的无人机形成取代集合显示器，从而将待更换的集合显示器更换为所述取代集合显示器，所述取代集合显示器是所述待更换的集合显示器的复制品，其中，所述控制装置基本同时地发送控制命令至其显示器形成所述待更换的集合显示器的无人机从而使其显示器关闭、变暗或隐藏，以及发送控制命令至其显示器形成所述取代集合显示器的无人机从而开启其显示器。38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述控制装置还使得在所述取代集合显示器上显示与由被更换的集合显示器所显示的图像相吻合的图像，或者使得在所述取代集合显示器上显示作为由被更换的集合显示器所显示的图像的视觉序列的延续的图像。39.根据权利要求37所述的系统，其中，所述控制装置还使得，一旦预定的时间段终止，则将所述待更换的集合显示器更换为取代集合显示器。40.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被分成至少两组，每一组中的所述无人机的显示器形成所述集合显示器的一部分，其中，所述控制装置还使得在空间的所述区域中由被引导至空间的所述区域的已充电的无人机形成所述集合显示器的至少一个取代部分，从而将所述集合显示器的待更换部分更换为所述集合显示器的取代部分。41.根据权利要求40所述的系统，其中，当将所述集合显示器的待更换部分更换为所述集合显示器的取代部分时，所述控制装置基本同时地发送控制命令至其显示器形成所述集合显示器的待更换部分的无人机从而使其显示器关闭、变暗或隐藏，以及发送控制命令至其显示器形成所述集合显示器的取代部分的无人机从而开启其显示器。42.根据权利要求1所述的系统，其中，待被引导至预定的空间区域的无人机被分成多组，每一组中的无人机的显示器形成所述集合显示器的其中一层，其中，所述控制装置还使得在所形成的所述集合显示器的每一层上显示三维图像的其中一个合成部分、显示同一二维图像、或显示不同的二维图像。43.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机设置有至少一个电源并且还被配置为实时发送与续航范围相关的数据至所述控制装置，从而引导其显示器形成所述集合显示器的所述无人机中每个耗完电的无人机至其中一个所述停放站，并且对其显示器形成所述集合显示器的剩余无人机进行重新布置以改变或保持所述集合显示器的形状和/或大小。44.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制装置还被配置为将来自至少一个所述停放站的额外的无人机引导到空间的所述区域，从而将所述额外的无人机整合到所述集合显示器的结构中以改变所述集合显示器的形状和/或大小。45.根据权利要求1所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被分成多组，每一组中的无人机的显示器形成所述集合显示器的其中一个部分，其中，形成所述集合显示器时，所述控制装置将所述无人机布置为使得所述集合显示器的至少一个所述部分具有不同于所述集合显示器的剩余部分的形状和/或大小。46.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机设置有至少一个电源，所述系统
还包括用于发射激光束的激光投射单元，其中，每个所述无人机设置有激光辐射接收器/转换器，该激光辐射接收器/转换器电连接至所述电源并被配置为将所接收到的激光束转换成电流，从而对所述电源进行充电。47.根据权利要求46所述的系统，其中，每个所述无人机还被配置为实时发送与续航范围相关的数据至所述控制装置，并且所述控制装置还被配置为控制所述激光投射单元的运作以将所述激光束引导至续航范围低于预定阈值的无人机。48.根据权利要求1所述的系统，还包括空中栅格结构，所述空中栅格结构被配置为将被所述控制装置引导至空间的所述区域的无人机承载在其上，从而形成所述集合显示器。49.根据权利要求48所述的系统，其中，所述空中栅格结构设置有用于将被引导的无人机承载在其上的着陆平台。50.根据权利要求48所述的系统，其中，所述空中栅格结构设置有用于与被引导的无人机相互作用的紧固装置。51.根据权利要求48所述的系统，其中，每个被引导的无人机设置有用于与所述空中栅格结构相互作用的紧固装置。52.根据权利要求1所述的系统，其中，被引导至预定的空间区域的无人机被配置为在形成所述集合显示器时彼此机械连接。53.根据权利要求1所述的系统，其中，被引导至预定的空间区域的无人机设置有紧固装置，该紧固装置使得无人机在形成所述集合显示器时所述无人机能够彼此可拆卸地连接。54.根据权利要求53所述的系统，其中，所述无人机的紧固装置被配置为进行部署、展开或扩展以使得所述无人机能够彼此可拆卸地连接。55.根据权利要求53所述的系统，其中，所述无人机的紧固装置被配置为从所述无人机的壳体延伸以使得所述无人机能够彼此可拆卸地连接。56.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述无人机还设置有至少一个抓握件以及图像采集装置，该图像采集装置被配置为实时采集视野内的图像，从而当其出现在空间的所述区域中时能够识别出所述视野内的至少一个被引导的无人机，其中，每个所述抓握件可通信地耦合于所述图像采集装置，从而能够响应于来自所述图像采集装置的与所识别出的无人机相关的数据而对其中一个所识别出的无人机进行抓握。57.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个停放站还设置有至少一个充电装置，并且所述控制装置还被配置为将其显示器形成所述集合显示器的无人机引导至所述至少一个停放站，从而使得每个被引导的无人机连接到其中一个所述充电装置以补充其续航范围。58.根据权利要求57所述的系统，其中，所述控制装置被配置为发送导航命令至其显示器形成所述集合显示器的无人机，从而一旦预定的时间段终止，则将所述无人机引导至所述至少一个停放站。59.根据权利要求57所述的系统，其中，所述控制装置被配置为基本同时或依次发送导航命令至其显示器形成所述集合显示器的无人机，以将所述无人机引导至所述至少一个停放站。60.根据权利要求57所述的系统，其中，所述控制装置被配置为发送导航命令至其显示
器形成所述集合显示器的无人机，以成组地或一个接一个地将所述无人机引导至所述至少一个停放站。61.根据权利要求57
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60中任一项所述的系统，其中，所述控制装置还被配置为发送导航命令至已充电的无人机，从而使其返回到其初始空间位置，以重新形成所述集合显示器。62.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个停放站还设置有至少一个充电装置，并且其显示器形成所述集合显示器的无人机被配置为移动到所述至少一个停放站，从而使得每个被引导的无人机连接到其中一个所述充电装置以补充其续航范围。63.根据权利要求62所述的系统，其中，其显示器形成所述集合显示器的无人机被配置为一旦预定的时间段终止，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕维尔，
申请(专利权)人：帕维尔，
类型：发明
国别省市：