[发明专利]无人飞机跟踪算法的实现

说明书

跟踪算法的实现由云台的控制板与机载检测系统中工控机是通过RS485接口直接连接的，当云台接收到由工控机发送过来的由杆塔跟踪算法计算得到的角度控制向量FP后，会即时响应；首先，根据角度控制向量得出云台控制角度(俯仰角度和水平角度)，然后，云台的控制板会结合具体的飞机姿态信息(包括横滚角、俯仰角、航向角)进行解算，从而操作电机调整云台的俯仰角度和水平角度，使得云台角度始终保持我们所期望达到的角度，保证目标杆塔出现在装载于增稳云台上的可见光相机、红外热成像仪、紫外成像仪的拍摄视野内，从而实现对于杆塔的跟踪。

技术领域

本发明以在进行输电线路无人飞机巡检时，因为无人飞机的飞行速度较快，在巡检中手动调节云台角度来控制可见光相机、红外热成像仪、紫外成像仪的拍摄有时会比较困难，所以确保机载的各个相机在无人飞机高速飞行过程中能够自动对杆塔和导线进行跟踪拍摄是非常重要的。

背景技术

目前GPS全球定位系统已经被广泛应用于各类精确定位的服务中，它使得快速精确的对目标实施定位成为可能；也正是因为GPS对于单点定位的精确型，我们可以把GPS提供的数据信息(经度、纬度、海拔高度)转化为两点之间的陆上距离，以实现快速测距；根据GPS信息快速计算两点间距离的算法主要有球面弧长近似弦长法和空间两点间距法两种。

发明内容

本发明的解决方案为杆塔和导线跟踪算法利用地理坐标系(大地坐标系、球心直角坐标系和站心地平直角坐标系)之间的转换以及由GPS信息快速计算两点间距离的算法，根据无人飞机当前位置的GPS信息和已知巡检线路中杆塔的GPS信息计算出实时的适合对杆塔和导线进行拍摄的角度，并将该拍摄角度发送至云台的角度控制电机，从而自动对云台角度进行调节，实现了巡检过程中各个相机对巡检线路中杆塔和导线的跟踪拍摄；在该跟踪算法中应用到的输电线路杆塔GPS信息由电力公司提供，且杆塔位置是WGS84坐标系下的位置，所以能够保证杆塔的GPS信息与由GPS系统得到的位置信息保持坐标系统的一致性。

具体实施方式

本发明实施如下，由工控机向增稳云台发送的云台角度控制指令实际上是站心地平直角坐标系下的向量，所以需要将由GPS得到的大地坐标(L，B，H)转换到站心地平直角坐标(x，y，z)；种坐标转换由两个步骤组成：首先从大地坐标(L，B，H)转换到球心直角坐标(X，Y，Z)，然后从球心直角坐标(X，Y，Z)转换到站心地平直角坐标(x，y，z)。