[发明专利]无人机云台的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机云台的控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，无人机的应用越来越广泛，包括消防、公共安全、电站巡检等各个方面，无人机具有近距离勘察、地面遥控、反应迅速，机动能力强的强大优势，使得其应用具有多个优点，近年，由于数字化城市建设、安防、森林防火等需求，需要通过航拍的方式构建三维地理信息图。无人机由于轻便灵活、编程能力强、环境要求低等优点，可以做到随时需要随时起飞。三维建模的拍摄常采用倾斜摄影技术，倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项摄影建模技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过五个不同的角度采集影像，能建立真实的地物三维模型。但是，它需要在无人机的云台上挂载五部相机，并需要在同一飞行平台上搭载多台传感器，增加了多旋翼无人机的载重。因此，本案申请人开发了一款通过挂载两个相机而实现三维建模的双蝶座无人机，并开发了科学有效的无人机云台的控制方法，从而减轻了无人机的负重要求，满足轻量化的设计要求。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种无人机云台的控制方法，通过对挂载在四旋翼无人机上的两相机进行角度调整、拍摄控制，完成航拍的方式构建三维地理信息图的任务，以克服现有技术中的不足之处。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种无人机云台的控制方法，在飞行器上对称挂载有一对相机，其特征在于，当接收到快门触发指令，执行以下步骤：S1)根据飞行器姿态增加补偿角度，控制单轴舵机云台向前转动一个固定角度，然后触发两台相机同时拍一张照片；

S2)控制单轴舵机云台回到垂直向下方向，触发两台相机拍一张照片；

S3)控制单轴舵机云台向后转动一个固定角度，触发两台相机拍一张照片；

S4)控制单轴舵机云台回到垂直向下方向。

上述无人机云台的控制方法，其特征在于，当飞行器在停飞状态时，执行步骤S1)—S4)，当飞行器在飞行状态时，若接收到快门触发指令，执行以下步骤：

S11)根据飞行器姿态增加补偿角度，控制单轴舵机云台向前转动一个固定角度，然后触发两台相机同时拍照，读取飞行器下行数据，解析出GPS位置及飞行高度信息，在TF卡记录第一个GPS位置及高度；

S12)控制单轴舵机云台回到垂直向下方向，触发两台相机同时拍照，读取飞行器下行数据，解析出GPS位置及飞行高度信息，在TF卡上记录第二个GPS位置及高度；

S13)控制单轴舵机云台向后转动一个固定角度，触发两台相机同时拍照，读取飞行器下行数据，解析出GPS位置及飞行高度信息，在TF卡上记录第三个GPS位置及高度；

S14)控制单轴舵机云台回到垂直向下方向。

在飞行器下方设置云台组件和机架，在机架中心位置安装舵机，所述舵机驱动机架绕Y轴方向旋转，所述机架对称相向设置有一对相机，所述相机倾斜安装，所述机架上设有相机旋转机构，所述相机旋转机构使相机可绕X轴方向旋转，所述机架与云台组件枢装连接。

所述云台组件包括云台板和云台架，所述云台架下侧设有轴承，所述机架包括两平行设置的支撑板、连接两支撑板的竖板，所述舵机设置在两竖板之间，所述舵机的输出轴连接其中一个竖板。

所述竖板上设置中心轴套，所述舵机的输出轴与中心轴套连接，所述机架上还设有相机安装环，所述相机安装环与相机旋转机构连接，在两平行设置的支撑板之间设置舵机安装框，所述舵机固定在舵机安装框上。

所述补偿角度为α，当读取到飞行器俯仰姿态时，通过函数把字符串Angle转换为浮点数，解析得出俯仰角α，其中Angle是飞行器俯仰姿态数据，所述函数的公式是：α＝atof(Angle)，飞行器俯角姿态时，α为负值，飞行器仰角姿态时，α取正值。

本发明的有益效果是：本发明因减小了挂载相机数量，从而使总体积较小型，能够使用小型无人机作为运载平台，实现倾斜影像的低成本、高效率获取。

本发明的控制方法包括角度补偿和GPS位置监测控制，一方面使每一组照片都有GSP位置，建模更准确。另一方面，可实现不管飞行器的姿态怎样变化，始终保证云台向前、向后转动的角度相对于垂直方向基本不变，确保照片的质量和均匀度。

附图说明

图1为本发明控制方法的总体框架示意图。

图2为使用本发明控制方法的双蝶座无人机的机架结构示意图。

具体实施方式