[发明专利]飞行器双轴跟踪云台解耦控制方法、系统、存储介质

说明书

本发明公开飞行器双轴跟踪云台解耦控制方法、系统、存储介质，包括以下步骤：获取云台的数据组；基于所述数据组，对云台相机轴与云台电机轴间的角速度解耦；根据解耦后的角速度，调整云台以实现云台稳像。本发明的控制方法，通过获取云台的数据组进行解耦，再调整云台实现云台稳像。相比现有的两轴云台拍摄跟踪，本申请控制方法可以实现云台在俯仰角度大于30°时，明显改善云台稳像；可以实现方位轴晃动明显减小，跟踪效果相比传统方法具有显著提升。本发明大幅优化了传统解耦方法在俯仰角度大于30°时方位轴晃动加上横滚轴转动抖动导致图像无法辨认，克服在跟踪过程中导致跟踪目标丢失，跟踪目标无法良好锁定，跟踪效果差等问题。

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，尤其涉及飞行器双轴跟踪云台解耦控制方法、系统、存储介质。

背景技术

目前常用多旋翼飞行器搭载云台进行拍摄跟踪任务。而多旋翼搭载的云台有多种形式，常使用的云台按其稳定轴可分为单轴云台、两轴云台、三轴云台。由于跟踪仅对目标XY方向进行跟踪，具有俯仰轴与方位轴的两轴云台在特殊行业中应用广泛。

传统两轴云台仅在俯仰轴水平时跟踪效果较好。当其俯仰角度大于30°时，由于横滚方向无电机轴去隔离扰动，飞行器机体上横滚方向的扰动会传递至云台横滚方向，当云台角度向下时，机体方向由于与图像横滚不处于正交状态，横滚扰动因缺轴问题导致方位方向的方位轴出现晃动，方位轴晃动加上横滚轴转动抖动导致图像无法辨认，在跟踪过程中导致跟踪目标丢失，跟踪目标无法良好锁定，跟踪效果差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种飞行器双轴跟踪云台解耦控制方法、系统、存储介质，以克服两轴云台在跟踪过程中，无法锁定目标的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种飞行器双轴跟踪云台解耦控制方法，包括以下步骤：

获取云台的数据组；

基于所述数据组，对云台相机轴与云台电机轴间的角速度解耦；

根据解耦后的角速度，调整云台以实现云台稳像。

本发明的控制方法，通过获取云台的数据组进行解耦，再调整云台实现云台稳像。相比现有的两轴云台拍摄跟踪，本申请控制方法可以实现云台在俯仰角度大于30°时，明显改善云台稳像；因方位轴晃动明显减小，跟踪效果相比传统方法具有显著提升。实现大幅优化了传统解耦方法在俯仰角度大于30°时方位轴晃动加上横滚轴转动抖动导致图像无法辨认，在跟踪过程中导致跟踪目标丢失，跟踪目标无法良好锁定，跟踪效果差等问题。

优选的，所述云数据组包括： 云台相机俯仰方向角速度GyroX，云台相机方位方向角速度GyroZ；

云台俯仰角度α；

云台俯仰电机轴角速度GyroMotorX，云台方位电机轴角速度GyroMotorZ。

优选的，对所述云台相机轴与所述云台电机轴间的角速度解耦包括：

根据所述云台俯仰角度α的大小，对所述云台相机俯仰方向角速度GyroX、所述云台俯仰电机轴角速度GyroMotorX、所述云台相机横滚方向角速度GyroY、所述云台横滚电机轴角速度GyroMotorY计算得到解耦后的角速度。

优选的，所述解耦的计算过程包括：

当所述云台俯仰角度α大于第一阈值ω时，采用公式（1）获取解耦后的角速度；

（1）

当所述云台俯仰角度α小于所述第一阈值ω时，采用公式（2）获取解耦后的角速度；

（2）。

优选的，所述第一阈值ω为解耦切换角度。