[发明专利]一种双轴云台自动跟踪方法及系统

说明书

本发明提供了一种双轴云台自动跟踪方法，包括：计算当前位置下无人机机载端与地面端云台在经纬度上的距离及在高度上的距离；根据所述经纬度距离和高度距离计算无人机相对于地面端云台的偏航角θ₁和俯仰角θ₂；控制地面端云台根据所述偏航角θ₁和俯仰角θ₂对应转动，并将地面端定向天线对准无人机机载端。另外，本发明还提供了一种双轴云台自动跟踪系统。与现有技术相比，本发明在无人机距离较远时可实现小误差对准，并且水平方向可以连续旋转不绕线，具有环境适应能力强，数据传输距离远，抗干扰能力强等优点，更加符合市场的需求。

技术领域

本发明涉及无人机云台跟踪技术，具体涉及的是一种双轴云台自动跟踪方法及系统。

背景技术

为了提高信息传输效率和地面通信站的安全，利用无人机为通信平台并在地面站使用定向天线通信的研究受到广泛关注。而目前的定向天线对准研究多集中在通信双方均为相对静止情况，实时性要求较低，天线姿态角的对准方法较为简单，难以实时高精度确定无人机位置。

目前无人机地面站使用定向天线对无人机进行定位，需手动操作，定向天线需人工手动对准无人机，方向定位不准确，而且在无人机飞出视距后便会有跟踪困难，尤其是在遇到雨、雾等恶劣天气情况下更是难以操作，误差较大；另外地面站定向天线云台水平方向会连续旋转，容易绕线。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种可根据自身以及无人机的移动位置自行对准的双轴云台自动跟踪方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种双轴云台自动跟踪方法，用于地面端对无人机机载端的跟踪，所述地面端包括主控制器、电机驱动器、云台、定向天线、第二数传模块和第二GPS模块，其中所述方法包括：

计算当前位置下无人机机载端与地面端云台在经纬度上的距离及在高度上的距离；

根据所述经纬度距离和高度距离计算无人机相对于地面端云台的偏航角θ₁和俯仰角θ₂；

控制地面端云台根据所述偏航角θ₁和俯仰角θ₂对应转动，并将地面端定向天线对准无人机机载端。

进一步地，所述计算当前位置下无人机机载端与地面端云台在经纬度上的距离及在高度上的距离，包括：

在地面端云台处于任意初始位置时，控制无人机起飞到指定位置并悬停，此时根据无人机GPS信号及云台GPS信号，计算出当前位置下无人机机载端与地面端在经纬度上的距离及在高度上的距离。

进一步地，根据获取的云台经纬度，计算无人机机载端相对于云台的位置(Δx,Δy,Δz,),并根据所述云台的位置对应计算出偏航角的值和俯仰角的值。

进一步地，所述控制地面端云台根据所述偏航角θ₁和俯仰角θ₂对应转动，并将地面端定向天线对准无人机机载端，之后包括：

实时获取云台当前的角度值并与所述偏航角θ₁和俯仰角θ₂进行比较，并在根据当前角度值对云台转动角度进行校准。

另外，本发明还提供了一种双轴云台自动跟踪系统，包括无人机机载端和地面端，

所述无人机机载端上安装有第一GPS模块和第一数传模块，所述第一GPS模块用于获取当前无人机机载端的GPS信号，所述第一数传模块用于将获取的无人机机载端GPS信号发送给地面端；