[发明专利]一种无人机定点绕飞方法、装置以及系统

说明书

本发明公开了一种无人机定点绕飞方法以及装置，通过获取目标的图像信息以及飞机的飞行姿态信息；根据图像信息以及飞行姿态信息，确定飞机与目标之间偏航的夹角、以及飞机与目标在俯仰方向的夹角；根据飞机与目标之间偏航的夹角、飞机与目标在俯仰方向的夹角，计算飞行速度；通过飞行速度，生成驱动飞机进行定点环绕飞行的控制指令。本申请实现了无人机定点绕飞的自动操控，防止了因人为误操作导致意外情况的发生，并且避免了因为卫星定位不精确无法实现精确定点绕飞的情况，大大提升了精度。此外，本发明还提供了一种具有上述技术优点的无人机定点绕飞系统。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机定点绕飞方法、装置以及系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。

同时由于无人机具备上述优点，使得其在民用领域的应用也极其广泛。包括：警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业。与此同时，人们也对无人机的性能提出了更高的要求。无人机定点飞行技术可以让无人机围绕目标位置进行定点跟踪和监控，极大地提升无人机的性能，是无人机技术研究中的一个热门技术点。

传统的无人机操作是指地面控制人员通过遥控器将控制指令上传至飞行控制器，或者通过地面站在GPS卫星导航地图上设定飞行路径点以完成定点巡航控制。若要实现对感兴趣区域有针对性的巡航，也只有通过以上两种方式来实现。一方面，由操作人员手动控制飞行器的飞行动作执行定点环绕飞行，因为飞行器的航向变化频繁并且变化速度快，极易造成操作失误导致无人机坠毁；另一方面，通过地面站在GPS卫星导航地图上设定对感兴趣区域的巡航，又因地图范围过大或定位信息不准确而无法实现精细化的监察和监视。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机定点绕飞方法、装置以及系统，无须人为进行控制，避免了人为的误操作导致无人机坠毁；同时，又能实现精确地飞行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种无人机定点绕飞方法，包括：

获取目标的图像信息以及飞机的飞行姿态信息；

根据所述图像信息以及所述飞行姿态信息，确定飞机与目标之间偏航的夹角、以及飞机与目标在俯仰方向的夹角；

根据所述飞机与目标之间偏航的夹角、所述飞机与目标在俯仰方向的夹角，计算飞行速度；

通过所述飞行速度，生成驱动飞机进行定点环绕飞行的控制指令。

可选地，所述根据所述图像信息以及所述飞行姿态信息，确定飞机与目标之间偏航的夹角、以及飞机与目标在俯仰方向的夹角包括：

获取目标跟踪框在图像坐标系中的中心位置；

结合相机内部参数，将图像坐标系的目标跟踪框中心位置投射到相机坐标系中；

根据所述飞行姿态信息，确定飞机与相机之间的夹角，将相机坐标系中的跟踪框中心位置投射到机身坐标系中；

根据所述飞机姿态信息，将机身坐标系中的跟踪框中心位置投射到世界坐标系中；

确定飞机与目标之间偏航的夹角、以及飞机与目标在俯仰方向的夹角。

可选地，所述根据所述飞机与目标之间偏航的夹角、所述飞机与目标在俯仰方向的夹角，计算飞行速度包括：