[发明专利]一种地面目标覆盖拍摄方法和系统

权利要求书

1.一种地面目标覆盖拍摄方法，其特征在于，应用于安装有摄像头和云台的固定翼无人机；所述地面目标覆盖拍摄方法包括：

根据地面目标点与固定翼无人机的相对位置、固定翼无人机飞行时的环绕半径确定飞行参考航向角；所述地面目标点与固定翼无人机的相对位置包括：地面目标点与固定翼无人机间的方位角和地面目标点与固定翼无人机间的距离；

根据所述飞行参考航向角、当前位置固定翼无人机的飞行速度、当前位置固定翼无人机的飞行航向角和所述固定翼无人机飞行时的环绕半径确定下一位置固定翼无人机的航向角速度；

根据所述当前位置固定翼无人机的飞行航向角和固定翼无人机的当前位置指向地面目标点的航向角确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台航向角；

根据固定翼无人机当前位置与地面目标点位置间的高度差以及固定翼无人机当前位置到地面目标点位置间水平距离确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台俯仰角；

根据所述下一位置固定翼无人机的航向角速度控制固定翼无人机进行地面目标覆盖拍摄时的飞行轨迹；

根据所述云台航向角和所述云台俯仰角控制固定翼无人机进行地面目标覆盖拍摄时摄像头的拍摄角度。

2.根据权利要求1所述的地面目标覆盖拍摄方法，其特征在于，所述根据地面目标点与固定翼无人机的相对位置、固定翼无人机飞行时的环绕半径确定飞行参考航向角，具体包括：

根据地面目标点与固定翼无人机的方位角、固定翼无人机飞行时的环绕半径，采用公式确定飞行参考航向角；

其中，ψ_d为飞行参考航向角，φ为地面目标点与固定翼无人机的方位角，d为地面目标点与固定翼无人机间的距离，K_p为正常数，±号表示固定翼无人机的飞行方向，ρ为固定翼无人机飞行时的环绕半径。

3.根据权利要求1所述的地面目标覆盖拍摄方法，其特征在于，所述根据所述飞行参考航向角、当前位置固定翼无人机的飞行速度、当前位置固定翼无人机的飞行航向角和所述固定翼无人机飞行时的环绕半径确定下一位置固定翼无人机的航向角速度，具体包括：

根据所述飞行参考航向角、当前位置固定翼无人机的飞行速度、当前位置固定翼无人机的飞行航向角和所述固定翼无人机飞行时的环绕半径，采用公式确定下一位置固定翼无人机的航向角速度；

其中，ω为下一位置固定翼无人机的航向角速度，ρ为固定翼无人机飞行时的环绕半径，ψ_d为飞行参考航向角，ψ为当前位置固定翼无人机的飞行航向角，v为当前位置固定翼无人机的飞行速度，ψ_d为飞行参考航向角，K_p为正常数。

4.根据权利要求1所述的地面目标覆盖拍摄方法，其特征在于，所述根据所述当前位置固定翼无人机的飞行航向角和固定翼无人机的当前位置指向地面目标点的航向角确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台航向角，具体包括：

根据所述当前位置固定翼无人机的飞行航向角和固定翼无人机的当前位置指向地面目标点的航向角，采用公式ψ_s＝ψ_los-ψ确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台航向角；

其中，ψ_s为云台航向角，ψ_los为固定翼无人机的当前位置指向地面目标点的航向角，ψ为当前位置固定翼无人机的飞行航向角。

5.根据权利要求1所述的地面目标覆盖拍摄方法，其特征在于，所述根据固定翼无人机当前位置与地面目标点位置间的高度差以及固定翼无人机当前位置到地面目标点位置间水平距离确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台俯仰角，具体包括：

根据固定翼无人机当前位置与地面目标点位置间的高度差以及固定翼无人机当前位置到地面目标点位置间水平距离，采用公式确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台俯仰角；

其中，θ_s为云台俯仰角，Δh为固定翼无人机当前位置与地面目标点位置间的高度差，l为固定翼无人机当前位置到地面目标点位置间水平距离。

6.一种地面目标覆盖拍摄系统，其特征在于，应用于安装有摄像头和云台的固定翼无人机；所述地面目标覆盖拍摄系统包括：

飞行参考航向角确定模块，用于根据地面目标点与固定翼无人机的相对位置、固定翼无人机飞行时的环绕半径确定飞行参考航向角；所述地面目标点与固定翼无人机的相对位置包括：地面目标点与固定翼无人机间的方位角和地面目标点与固定翼无人机间的距离；

航向角速度确定模块，用于根据所述飞行参考航向角、当前位置固定翼无人机的飞行速度、当前位置固定翼无人机的飞行航向角和所述固定翼无人机飞行时的环绕半径确定下一位置固定翼无人机的航向角速度；

云台航向角确定模块，用于根据所述当前位置固定翼无人机的飞行航向角和固定翼无人机的当前位置指向地面目标点的航向角确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台航向角；

云台俯仰角确定模块，用于根据固定翼无人机当前位置与地面目标点位置间的高度差以及固定翼无人机当前位置到地面目标点位置间水平距离确定固定翼无人机飞行至下一位置时的云台俯仰角；

飞行轨迹控制模块，用于根据所述下一位置固定翼无人机的航向角速度控制固定翼无人机进行地面目标覆盖拍摄时的飞行轨迹；

拍摄角度控制模块，用于根据所述云台航向角和所述云台俯仰角控制固定翼无人机进行地面目标覆盖拍摄时摄像头的拍摄角度。