申请/专利权人：金陵科技学院

申请日：2020-08-31

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN111924101B

主分类号：B64U20/87

分类号：B64U20/87;B64U101/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2020.12.01#实质审查的生效;2020.11.13#公开

摘要：本发明公开了一种无人机双云台相机及其工作方法，包括以下步骤：获取多光谱相机拍照点的经纬度并转换为UTM坐标；根据多光谱相机拍照点的UTM坐标计算得出可疑目标位置的UTM坐标；根据多光谱相机拍照点和可疑目标位置的UTM坐标计算在飞机悬停点时第二云台的俯仰角和方位角，然后对可疑目标位置进行高分RGB拍摄。本发明避免了多光谱相机对光谱相近的植物或物体进行误识别的情况，提高了无人机巡检的精准度和可靠性。

主权项：1.一种无人机双云台相机的工作方法，其特征在于，所述无人机双云台相机包括无人机机体，所述无人机的机体上设有第一云台和第二云台，所述第一云台上设有A相机，所述A相机用于通过内置热红外或光谱算法高效识别可疑目标，所述第二云台上设有可见光相机；当位于第一云台上的所述A相机识别目标时，若存在光谱处于预定区间的植物或存在物体干扰，则此时位于第二云台上的所述可见光相机协同工作，此时所述A相机筛选可疑目标，所述可见光相机对筛选到的所述可疑目标放大观察细节并最终确定目标；工作方法具体包括以下步骤：步骤一、获取A相机拍照点的经纬度并转换为UTM坐标；步骤二、根据A相机拍照点的UTM坐标计算得出可疑目标位置的UTM坐标：设A相机拍照点的UTM坐标为XA,YA，以飞机飞行方向为y轴，垂直于飞机飞行的方向为x轴，A相机拍照点为原点建立坐标系xAy；以正北为y’轴，正东为x’轴，建立坐标系x’Ay’,计算可疑目标位置在x’Ay’中的坐标，计算公式为：x’B＝n-640*d*cosθ1+m-480*d*sinθ1；y’B＝m-480*d*cosθ1-n-640*d*sinθ1；其中，θ1为A相机拍照点对应的航向角，正北为0°，范围为0°～360°，顺时针为正方向，m，n分别为可疑目标位置在坐标系xAy的栅格行坐标和栅格列坐标，d为空间分辨率；计算可疑目标位置的UTM坐标，计算公式为：XB＝XA+x’B；YB＝YA+y’B；步骤三、根据A相机拍照点和可疑目标位置的UTM坐标计算在飞机悬停点时第二云台的俯仰角和方位角，然后对可疑目标位置进行高分RGB拍摄：其中，根据A相机拍照点和可疑目标位置的UTM坐标计算在飞机悬停点时第二云台的俯仰角，具体包括：记可疑目标位置为B点，无人机悬停点为D点，无人机悬停点的星下点为C点，无人机悬停点对应的航向角为θ2，C点的UTM坐标XC，YC；以C点为原点，正北为Y轴，正东为X轴，建立坐标系XCY，得到可疑目标位置在XCY下的坐标为X’B＝XB-XC，Y’B＝YB-YC；无人机悬停点D点在坐标系XCY下的坐标为0，0，hD，hD为高度；定义无人机悬停点到可疑目标位置之间的向量为XB-XC，YB-YC，-hD，定义无人机悬停点到星下点的向量为0，0，-hD；则第二云台的俯仰角α为向量与的夹角；计算第二云台的俯仰角α，计算公式为： 其中，α的取值范围为0°～90°；定义可见光相机的俯仰角定义为水平时为0°，向上旋转为正，向下旋转为负，得到第二云台的俯仰角Pitch＝α-90°，其中，Pitch的角度范围为-90°～0°；其中，根据A相机拍照点和可疑目标位置的UTM坐标计算在飞机悬停点时第二云台的方位角，具体包括：定义星下点到可疑目标位置之间的向量则与正北方向的夹角β的余弦为： 其中，β的取值范围为0°-180°；定义第二云台方位角为朝向机身正前方方向时为0°，顺时针旋转为正，逆时针旋转为负；以正北方向为0°，顺时针旋转为正建立方位角坐标系，得到向量与正北方向的夹角β′在方位角坐标系下的表达式：XB-XC≥0时，β’＝βXB-XC0时，β’＝360-β其中，β’的取值范围为0°-360°；计算第二云台的方位角，计算公式为：Yaw＝β’-θ2其中，Yaw的取值范围为0°-360°。

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