[发明专利]一种地面目标覆盖拍摄方法和系统

说明书

本发明涉及一种地面目标覆盖拍摄方法和系统。本发明在确定飞行参考航向角之后，依次为基础结合固定翼无人机的飞行速度、飞行航向角等参数确定下一位置固定翼无人机的航向角速度，并且，根据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云台航向角，以及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云台俯仰角，然后，根据飞行参考航向角、云台航向角和云台俯仰角，实现地面目标覆盖拍摄过程中飞行轨迹和拍摄角度的控制，进而实现机载摄像头持续对准已知位置的目标，并实现多角度视野覆盖，并使目标基本位于视野中心位置。

技术领域

本发明涉及无人机航迹控制技术领域，特别是涉及一种地面目标覆盖拍摄方法和系统。

背景技术

利用无人机机载摄像头对地面固定目标进行多角度覆盖式监视、侦查等方面具有重要的应用前景，旋翼无人机实现此功能相对简单，但对于固定翼无人机，由于其无法悬停、必须具备一定的巡航速度，如何实现机载摄像头持续对准已知位置的目标，并实现多角度视野覆盖，并使目标基本位于视野中心位置，具有一定难度。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种地面目标覆盖拍摄方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地面目标覆盖拍摄方法，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。

优选地，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。

优选地，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；