具体实施方式

本发明所要解决的技术问题是：在现有的空中影像技术中，机载影像设备类型分辨率极低、续航时间短、观看角度偏窄等缺点；而地面影像设备类型具有成本高、对比度低、介质不稳定等缺点。本发明就该技术问题而提出的技术思路是：结合两类空中影像技术，构造一种地空联动投影系统和方法；利用多个浮空器在空中拼接成一个大尺寸的投影平面，利用部署在地面的投影设备，形成地空联动的投射媒体影像，这一技术具有续航时间长、播放稳定、影像尺寸大、观看角度广等优势。

为了使得发明的技术方案、技术目的以及技术效果更为清楚，以使得本领域技术人员能够理解和实施本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

如图1-图2所示，图1示出了本发明优选实施例的地空联动投影系统的功能结构模块图；图2示出了图1所示的地空联动投影系统的原理图。在图1中，实线表示控制，虚线表示反馈。具体地，本发明提出了一种地空联动投影系统，包括：

浮空器集群100，包括多个浮空器110，用于供影像投影；

在这里，如图3所示，图3示出了图1所示的地空联动投影系统的浮空器集群的浮空器110的结构示意图。浮空器110包括气囊主体111以及安装在气囊主体111上、用于控制气囊主体111在空中移动或者保持悬停的机动部分112。

气囊主体111的蒙皮材料主要为具有高阻隔性的材料，比如镀氧化铝复合材料、镀氧化硅复合材料、改性PE等；其形状可以采用方块形、球形、传统飞艇或者飞碟等多种形状；气囊主体111的表面有一块区域作为投影幕区域，用作投影幕布。气囊主体111内部填充氦气或者氢气等气体，这样，在机动部分112没有消耗大量能量的情况下，气囊主体111能够保持悬停，从而实现浮空器110长时间的续航。

机动部分112包括电池、电机、螺旋桨、翼、飞控执行模块、传感器模块、通讯模块、定位模块等；飞控执行模块、传感器模块、通讯模块、定位模块等设置在控制板上。本发明并不限制机动部分112所采用的形式。机动部分112主要实现单个浮空器的基本运动形式，例如上升、下降、前进、后退、左移、右移、顺时针自转和逆时针自转。

当多个浮空器110处于空中时，相邻两个浮空器110通过机动部分112的相互协同，相互充分地靠近并形成安全的距离后，悬停在空中，最终形成相对稳定的集群悬停状态。

集群控制模块200，与所述多个浮空器110通讯连接，用于协调多个浮空器110在空中运动，从而控制调整浮空器集群100的空中状态；

在这里，集群控制模块200包括：

地空通讯单元210，分别与所述多个浮空器110，用于获取浮空器集群100中每一个浮空器110的飞行状态数据；

集群控制单元220，与地空通讯单元210通讯连接，用于根据浮空器集群100中每一个浮空器110的飞行状态数据，调整每一个浮空器110的空中动作，从而实现对浮空器集群100的空中状态的控制调整。

具体地，集群控制单元220会根据每一个浮空器110的飞行状态数据发出相对应的调整指令，并通过地空通讯单元210传输给该浮空器110，实现对该浮空器110的控制调整。

进一步地，浮空器集群100的空中状态数据包括所有浮空器110的飞行状态数据；飞行状态数据包括定位坐标数据和航向角度数据；将浮空器集群100中第i号浮空器110的定位坐标数据记为Li，其中，i为自然数，且1≤i≤n，n为浮空器集群100中浮空器110的数量；

集群控制单元220用于选取浮空器集群100中的一个浮空器110作为中心节点浮空器；其中，记中心节点浮空器为浮空器集群100中第k号浮空器110，有：

还用于根据中心节点浮空器的定位坐标数据Lk、浮空器集群100预设的排布形状尺寸以及浮空器集群100中预设的浮空器间安全距离da，计算得到浮空器集群100中每一个浮空器110的目标坐标数据SLi；

还用于分别驱动每一个浮空器110运动到对应的目标坐标数据SLi上；并分别调整每一个浮空器110的航向角度，以使浮空器集群100的所有浮空器110的朝向一致。

通过调整浮空器集群100的所有浮空器110的航向角度，可以使得所有浮空器110的投影幕区域朝向一致。在浮空器集群100形成后，集群控制单元220将浮空器集群100的中心节点浮空器的位置，作为浮空器集群100整体的位置；中心节点浮空器的航向角度，作为浮空器集群100整体的航向角度。浮空器集群100中其他浮空器110的运动调整跟中心节点浮空器保持一致。

媒体控制模块300，与集群控制模块200通讯连接，用于获取浮空器集群100的空中状态数据，并根据浮空器集群100的空中状态数据调整媒体影像数据；

在这里，媒体控制模块300主要用于控制影像的比例、大小和角度校正。浮空器集群100的空中状态数据包括浮空器集群100在空中的排布形状尺寸、目标坐标数据和航向角度。媒体控制模块300对影像的调整主要依据浮空器集群100在空中的排布形状尺寸、位置和航向角度。

具体地，媒体影像数据包括影像比例、影像大小以及影像投影角度。媒体控制模块300，还用于根据浮空器集群100在空中的排布形状尺寸，调整影像比例；

还用于根据浮空器集群100的目标坐标数据，对影像大小进行调整；

还用于根据浮空器集群100的航向角度和目标坐标数据，对影像投影角度进行梯形校正。

媒体控制模块300在完成对于影像的调整后，会将调整后的媒体影像数据和浮空器集群100的空中状态数据传递给投影控制模块400，实现将影像正确投影到浮空器集群100上。

投影控制模块400，与媒体控制模块300通讯连接，用于根据浮空器集群100的空中状态数据以及调整后的媒体影像数据控制调整地面投影灯光的投射方向。

在这里，投影控制模块400主要用于控制地面投影灯光的方向。投影控制模块400主要包括水平旋转轴和俯仰旋转轴。投影控制模块400对于地面投影灯光方向的调整主要依据浮空器集群100在空中的位置。

在接收到媒体控制模块300传递的浮空器集群100的飞行状态后，投影控制模块400根据浮空器集群100在空中的位置，计算出水平转向和俯仰角度，并进行对应的调整。

本发明还提出了一种地空联动投影方法，包括以下步骤：

步骤S0、提供浮空器集群100；该浮空器集群100包括多个浮空器110，用于供影像投影；

步骤S1、协调多个浮空器110在空中的运动，从而控制调整浮空器集群100的空中状态；

步骤S1包括：

获取浮空器集群100中每一个浮空器110的飞行状态数据；

根据浮空器集群100中每一个浮空器110的飞行状态数据，调整每一个浮空器110的空中动作，从而实现对浮空器集群100的空中状态的控制调整。

步骤S2、获取浮空器集群100的空中状态数据，并根据浮空器集群100的空中状态数据调整媒体影像数据；

在本步骤中，浮空器集群100的空中状态数据包括所有浮空器110的飞行状态数据；飞行状态数据包括定位坐标数据和航向角度数据；

步骤S2包括：

预先将浮空器集群100中第i号浮空器110的定位坐标数据记为Li，其中，i为自然数，且1≤i≤n，n为浮空器集群100中浮空器110的数量；

选取浮空器集群100中的一个浮空器110作为中心节点浮空器；其中，记中心节点浮空器为浮空器集群100中第k号浮空器110，有：

根据中心节点浮空器的定位坐标数据Lk、浮空器集群100预设的排布形状尺寸以及浮空器集群100中预设的浮空器间安全距离da，计算得到浮空器集群100中每一个浮空器110的目标坐标数据SLi；

分别驱动每一个浮空器110运动到对应的目标坐标数据SLi上；并分别调整每一个浮空器110的航向角度，以使浮空器集群100的所有浮空器110的朝向一致。

在本步骤中，媒体影像数据包括影像比例、影像大小以及影像投影角度；

步骤S3、根据浮空器集群100的空中状态数据以及调整后的媒体影像数据控制调整地面投影灯光的投射方向，从而在浮空器集群100上投射影像。

步骤S3包括：

根据浮空器集群100在空中的排布形状尺寸，调整影像比例；

根据浮空器集群100的目标坐标数据，对影像大小进行调整；

根据浮空器集群100的航向角度和目标坐标数据，对影像投影角度进行梯形校正。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。