[發(fā)明專利]飛行器雙軸跟蹤云臺解耦控制方法、系統(tǒng)、存儲介質

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210007436.8
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114020004B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 黃立;余哲;張佳;李攀;任佳豪;薛源;劉華斌
• 申請（專利權）人: 普宙科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩;龔建蓉

本發(fā)明公開飛行器雙軸跟蹤云臺解耦控制方法、系統(tǒng)、存儲介質，包括以下步驟：獲取云臺的數(shù)據(jù)組；基于所述數(shù)據(jù)組，對云臺相機軸與云臺電機軸間的角速度解耦；根據(jù)解耦后的角速度，調整云臺以實現(xiàn)云臺穩(wěn)像。本發(fā)明的控制方法，通過獲取云臺的數(shù)據(jù)組進行解耦，再調整云臺實現(xiàn)云臺穩(wěn)像。相比現(xiàn)有的兩軸云臺拍攝跟蹤，本申請控制方法可以實現(xiàn)云臺在俯仰角度大于30°時，明顯改善云臺穩(wěn)像；可以實現(xiàn)方位軸晃動明顯減小，跟蹤效果相比傳統(tǒng)方法具有顯著提升。本發(fā)明大幅優(yōu)化了傳統(tǒng)解耦方法在俯仰角度大于30°時方位軸晃動加上橫滾軸轉動抖動導致圖像無法辨認，克服在跟蹤過程中導致跟蹤目標丟失，跟蹤目標無法良好鎖定，跟蹤效果差等問題。

技術領域

本發(fā)明涉及飛行器控制技術領域，尤其涉及飛行器雙軸跟蹤云臺解耦控制方法、系統(tǒng)、存儲介質。

背景技術

目前常用多旋翼飛行器搭載云臺進行拍攝跟蹤任務。而多旋翼搭載的云臺有多種形式，常使用的云臺按其穩(wěn)定軸可分為單軸云臺、兩軸云臺、三軸云臺。由于跟蹤僅對目標XY方向進行跟蹤，具有俯仰軸與方位軸的兩軸云臺在特殊行業(yè)中應用廣泛。

傳統(tǒng)兩軸云臺僅在俯仰軸水平時跟蹤效果較好。當其俯仰角度大于30°時，由于橫滾方向無電機軸去隔離擾動，飛行器機體上橫滾方向的擾動會傳遞至云臺橫滾方向，當云臺角度向下時，機體方向由于與圖像橫滾不處于正交狀態(tài)，橫滾擾動因缺軸問題導致方位方向的方位軸出現(xiàn)晃動，方位軸晃動加上橫滾軸轉動抖動導致圖像無法辨認，在跟蹤過程中導致跟蹤目標丟失，跟蹤目標無法良好鎖定，跟蹤效果差等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種飛行器雙軸跟蹤云臺解耦控制方法、系統(tǒng)、存儲介質，以克服兩軸云臺在跟蹤過程中，無法鎖定目標的問題。

本發(fā)明通過以下技術手段實現(xiàn)解決上述技術問題的：

一種飛行器雙軸跟蹤云臺解耦控制方法，包括以下步驟：

獲取云臺的數(shù)據(jù)組；

基于所述數(shù)據(jù)組，對云臺相機軸與云臺電機軸間的角速度解耦；

根據(jù)解耦后的角速度，調整云臺以實現(xiàn)云臺穩(wěn)像。

本發(fā)明的控制方法，通過獲取云臺的數(shù)據(jù)組進行解耦，再調整云臺實現(xiàn)云臺穩(wěn)像。相比現(xiàn)有的兩軸云臺拍攝跟蹤，本申請控制方法可以實現(xiàn)云臺在俯仰角度大于30°時，明顯改善云臺穩(wěn)像；因方位軸晃動明顯減小，跟蹤效果相比傳統(tǒng)方法具有顯著提升。實現(xiàn)大幅優(yōu)化了傳統(tǒng)解耦方法在俯仰角度大于30°時方位軸晃動加上橫滾軸轉動抖動導致圖像無法辨認，在跟蹤過程中導致跟蹤目標丟失，跟蹤目標無法良好鎖定，跟蹤效果差等問題。

優(yōu)選的，所述云數(shù)據(jù)組包括： 云臺相機俯仰方向角速度GyroX，云臺相機方位方向角速度GyroZ；

云臺俯仰角度α；

云臺俯仰電機軸角速度GyroMotorX，云臺方位電機軸角速度GyroMotorZ。

優(yōu)選的，對所述云臺相機軸與所述云臺電機軸間的角速度解耦包括：

根據(jù)所述云臺俯仰角度α的大小，對所述云臺相機俯仰方向角速度GyroX、所述云臺俯仰電機軸角速度GyroMotorX、所述云臺相機橫滾方向角速度GyroY、所述云臺橫滾電機軸角速度GyroMotorY計算得到解耦后的角速度。

優(yōu)選的，所述解耦的計算過程包括：

當所述云臺俯仰角度α大于第一閾值ω時，采用公式（1）獲取解耦后的角速度；

（1）

當所述云臺俯仰角度α小于所述第一閾值ω時，采用公式（2）獲取解耦后的角速度；

（2）。

優(yōu)選的，所述第一閾值ω為解耦切換角度。