[发明专利]一种无人机跟拍路径规划与跟踪方法

摘要

本发明公开了一种多旋翼无人机跟拍路径规划与跟踪方法，设定无人机与跟拍目标之间的相对位置参数，获得跟拍目标当前制导周期的位置，获得跟拍目标当前制导周期的速度矢量；根据无人机与跟拍目标之间的相对位置参数、跟拍目标当前制导周期的位置与速度矢量，获得无人机当前制导周期的期望位置；根据上一个制导周期计算所得目标航路点与当前制导周期内的目标航路点对当前制导周期内的目标航路点进行跟踪；相机云台根据相机云台的期望俯仰角和相机云台的期望视线偏角进行实时跟拍。本发明能够锁定无人机的拍摄视角，并能够根据需要实时改变视角；航线跟踪环节采用了航向角的比例控制，所得的无人机轨迹更为平滑。

主权项

一种多旋翼无人机跟拍路径规划与跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在无人机启动跟拍飞行时设定无人机与跟拍目标之间的相对位置参数，或者跟拍飞行过程中在当前制导周期内设定无人机与跟拍目标之间的相对位置参数，相对位置参数包括当前制导周期的期望距离L、当前制导周期的期望视线俯仰角ζ、当前制导周期的期望视线偏角步骤2，获得跟拍目标当前的位置作为跟拍目标当前制导周期的位置O，获得跟拍目标当前的速度矢量作为跟拍目标当前制导周期的速度矢量步骤3，根据当前制导周期的期望距离L、当前制导周期的期望视线俯仰角ζ、当前制导周期的期望视线偏角跟拍目标当前制导周期的位置O和跟拍目标当前制导周期的速度矢量获得无人机当前制导周期的期望位置J；步骤4，以无人机当前制导周期的期望位置J为当前制导周期内的目标航路点，并根据上一个制导周期计算所得目标航路点I与当前制导周期内的目标航路点对当前制导周期内的目标航路点进行跟踪，将上一个制导周期的目标航路点I与当前制导周期内的目标航路点连线得到连线IJ，并将无人机当前的位置P向该连线IJ或其延长线投影得到当前投影点Q，通过获得点K的坐标，从而获得无人机的期望速度矢量方向其中，为当前投影点Q到无人机当前制导周期的期望位置J的矢量，点K将矢量分割为和δ为分割的比例系数，在当前制导周期中以固定的控制周期Δt对当前投影点Q和点K的坐标进行更新，无人机在当前制导周期中的各个控制周期中以对应的无人机的期望速度矢量方向进行跟踪；步骤5，根据无人机的位置P与跟拍目标当前制导周期的位置O设置无人机相机云台期望角度；步骤6，在下一个制导周期来临时，返回步骤1。