[发明专利]一种基于最优姿态路径的云台控制方法及其系统

权利要求书

1.一种基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：包括以下步骤：

在无人机飞往悬停点的过程中，预先根据悬停点和拍摄对象的三维空间坐标信息，结合无人机及云台当前姿态，计算云台相机最优姿态路径应该调整的横滚角、俯仰角和偏航角，若在云台相机三轴姿态的预设阈值范围内，按照计算的各个角度调整云台姿态，若超出云台相机三轴姿态预设阈值范围，计算并通过无人机三维姿态进行补偿。

2.如权利要求1所述的基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：根据悬停点和拍摄对象的三维空间坐标信息的具体过程为：进行无人机云台的校准和自检，获取巡检任务中的悬停点三维位置信息和拍摄对象位置信息。

3.如权利要求1所述的基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：悬停点三维位置信息为悬停点的GPS位置信息。

4.如权利要求1所述的基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：计算云台相机姿态应该调整的横滚角、俯仰角和偏航角的具体过程包括：根据世界坐标系和相机坐标系的转换关系，换算出世界坐标系中拍摄物在相机坐标系中的位置坐标，根据拍摄物和相机光心的相对位置信息计算出云台相机的俯仰角和偏航角，判断计算出的俯仰角和偏航角是否超出云台相机因机械设计限定的预设阈值，如果计算的偏航角超过设定阈值，控制无人机的偏航角来补偿云台相机的阈值。

5.如权利要求1所述的基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：若超出云台相机三轴姿态预设阈值范围，计算无人机三维姿态的补偿值的具体过程为：计算云台相机的目标姿态和预设阈值范围之间的差值，并以此差值通过控制无人机三维姿态，进行补偿。

6.如权利要求1所述的基于最优姿态路径的云台控制方法，其特征是：还包括以下步骤：判断所述悬停点是否为巡检任务中最后一个悬停点，如果是，控制无人机返航，如果不是，则循环执行上述步骤。

7.一种基于最优姿态路径的云台控制系统，其特征是：包括：

定位模块，用于定位无人机三维坐标信息；

前端AI处理模块，用于拟合无人机飞控数据，根据悬停点和拍摄对象的三维空间坐标信息，结合无人机及云台当前姿态，计算云台相机最优姿态路径应该调整的横滚角、俯仰角和偏航角，若在云台相机三轴姿态的预设阈值范围内，按照计算的各个角度调整云台姿态，若超出云台相机三轴姿态预设阈值范围，计算并通过无人机三维姿态补偿。

8.如权利要求7所述的基于最优姿态路径的云台控制系统，其特征是：所述前端AI处理模块与云台控制系统通信，并发送计算云台相机应该调整的横滚角、俯仰角和偏航角，所述云台控制系统包括主控MCU模块、ESC横滚角驱动模块、ESC俯仰角驱动模块、ESC偏航角驱动模块和IMU姿态模块，上述各个模块之间通过CAN总线与前端AI处理模块通讯。

9.一种无人机，其特征是：采用权利要求1-6中任一项所述的方法进行自身姿态控制和云台控制，或搭载有权利要求7或8所述的系统。

10.一种计算机可读存储介质，其特征是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-6中任一项所述的基于最优姿态路径的云台控制方法。