[發明專利]旋轉矩陣計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201711230914.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108009124B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 何彬全
• 申請（專利權）人: 天津聚飛創新科技有限公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G01C21/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

本發明涉及無人機技術領域，提供一種旋轉矩陣計算方法及裝置，應用于無人機的軟云臺，所述軟云臺上安裝有攝像裝置，所述方法包括：利用攝像裝置的透視錐體，計算軟云臺的投影矩陣；根據無人機的飛行姿態角，計算軟云臺的視圖矩陣；根據攝像裝置的安裝角度與飛行姿態角，計算軟云臺的模型矩陣；將投影矩陣、視圖矩陣和模型矩陣相乘，得到旋轉矩陣。本發明實施例可以準確、快速地計算出旋轉矩陣，具有良好的實用性。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體而言，涉及一種旋轉矩陣計算方法及裝置。

背景技術

隨著控制理論的不斷發展，無人機也受到各國研究者的關注，世界上產生了各式各樣的無人機。目前無人機的云臺的姿態表述方法可分為：歐拉角、四元數和旋轉矩陣，四元數避免了歐拉角所帶有的奇異性問題，但歐拉角表述姿態更直觀；四元數與旋轉矩陣相比，四元數在進行向量旋轉的時候沒有旋轉矩陣方便。因此，準確快速地計算旋轉矩陣對表述機載云臺的姿態具有重要意義。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種旋轉矩陣計算方法及裝置，用以改善上述問題。

為了實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種旋轉矩陣計算方法，應用于無人機的軟云臺，所述軟云臺上安裝有攝像裝置，所述方法包括：利用所述攝像裝置的透視錐體，計算所述軟云臺的投影矩陣；根據所述無人機的飛行姿態角，計算所述軟云臺的視圖矩陣；根據所述攝像裝置的安裝角度與所述飛行姿態角，計算所述軟云臺的模型矩陣；將投影矩陣、視圖矩陣和模型矩陣相乘，得到旋轉矩陣。

第二方面，本發明實施例還提供了一種旋轉矩陣計算裝置，應用于無人機的軟云臺，所述軟云臺上安裝有攝像裝置，所述裝置包括投影矩陣計算模塊、視圖矩陣計算模塊、模型矩陣計算模塊及旋轉矩陣計算模塊。其中，投影矩陣計算模塊用于利用所述攝像裝置的透視錐體，計算所述軟云臺的投影矩陣；視圖矩陣計算模塊用于根據所述無人機的飛行姿態角，計算所述軟云臺的視圖矩陣；模型矩陣計算模塊用于根據所述攝像裝置的安裝角度與所述飛行姿態角，計算所述軟云臺的模型矩陣；旋轉矩陣獲得模塊用于將投影矩陣、視圖矩陣和模型矩陣相乘，得到旋轉矩陣。

相對現有技術，本發明實施例提供的一種旋轉矩陣計算方法及裝置，通過利用攝像裝置的透視錐體，計算軟云臺的投影矩陣；并根據無人機的飛行姿態角，計算軟云臺的視圖矩陣；再根據攝像裝置的安裝角度與飛行姿態角，計算軟云臺的模型矩陣；最后將投影矩陣、視圖矩陣和模型矩陣相乘，得到旋轉矩陣。本發明實施例可以準確、快速地計算出旋轉矩陣，具有良好的實用性。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1示出了本發明實施例提供的無人機的方框示意圖。

圖2示出了本發明實施例提供的旋轉矩陣計算方法流程圖。

圖3為圖2示出的步驟S102的子步驟流程圖。

圖4為圖2示出的步驟S103的子步驟流程圖。

圖5示出了本發明實施例提供的旋轉矩陣計算裝置的方框示意圖。

圖標：100-無人機；101-存儲器；102-存儲控制器；103-處理器；104-外設接口；105-軟云臺；106-攝像裝置；200-旋轉矩陣計算裝置；201-投影矩陣計算模塊；202-視圖矩陣計算模塊；203-模型矩陣計算模塊；204-旋轉矩陣獲得模塊。

具體實施方式