本發(fā)明涉及一種無人機(jī)控制方法，具體涉及無人機(jī)航拍的飛行控制方法。

背景技術(shù)：

定位技術(shù)，是指對(duì)測量目標(biāo)進(jìn)行位置信息測定的技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，需要被精確定位的目標(biāo)越來越多，尤其是對(duì)動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)的精確定位，逐漸成為了各行業(yè)關(guān)注的關(guān)鍵問題。UWB定位技術(shù)具有高帶寬、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、多徑分辨率高等特點(diǎn)，可對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，且可保證定位精度，為實(shí)現(xiàn)物料廠貨物裝載的自動(dòng)化管理提供了可靠的技術(shù)支持。

航拍又稱空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖，此圖即為空照?qǐng)D。航拍的攝像機(jī)可以由攝影師控制，也可以自動(dòng)拍攝或遠(yuǎn)程控制。航拍所用的平臺(tái)包括航空模型、飛機(jī)、直升機(jī)、熱氣球、小型飛船、火箭、風(fēng)箏、降落傘等。為了讓航拍照片穩(wěn)定，有的時(shí)候會(huì)使用如Spacecam等高級(jí)攝影設(shè)備，它利用三軸陀螺儀穩(wěn)定功能，提供高質(zhì)量的穩(wěn)定畫面，甚至在長焦距鏡頭下也非常穩(wěn)定。航拍圖能夠清晰的表現(xiàn)地理形態(tài)，因此除了作為攝影藝術(shù)的一環(huán)之外，也被運(yùn)用于軍事、交通建設(shè)、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等方面。

現(xiàn)有的無人機(jī)航拍技術(shù)大多需要操作人員手動(dòng)控制，控制失誤時(shí)容易出現(xiàn)飛行事故，因此，操作無人機(jī)進(jìn)行航拍需要進(jìn)行專門的培訓(xùn)，上手較難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的無人機(jī)航拍技術(shù)大多需要操作人員手動(dòng)控制，控制失誤時(shí)容易出現(xiàn)飛行事故，因此，操作無人機(jī)進(jìn)行航拍需要進(jìn)行專門的培訓(xùn)，上手較難，目的在于提供無人機(jī)航拍的飛行控制方法，解決簡單方便的操作無人機(jī)進(jìn)行航拍的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

無人機(jī)航拍的飛行控制方法，包括依次進(jìn)行的以下步驟：

A、在航拍無人機(jī)上安裝UWB照射裝置和UWB定位裝置；

B、采用GPS定位引導(dǎo)無人機(jī)飛到待拍攝的地點(diǎn)上空；

C、控制UWB照射裝置照射需要拍攝的物體，UWB定位裝置追蹤UWB照射裝置照射的物體，控制無人機(jī)接近物體進(jìn)行拍攝；

D、拍攝完成后根據(jù)GPS定位引導(dǎo)返回。通過GPS定位引導(dǎo)無人機(jī)飛至需要拍攝的物體上空，受GPS的精度限制，無人機(jī)只能大概位于待拍攝的地點(diǎn)上空，此時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)一般選擇手動(dòng)控制無人機(jī)靠近待拍攝物體進(jìn)行拍攝，而本方法則是通過控制無人機(jī)上的UWB照射裝置照射待拍攝的物體，在通過UWB定位裝置對(duì)待拍攝物體進(jìn)行精準(zhǔn)定位引導(dǎo)無人機(jī)自動(dòng)靠近待拍攝物體，省去了操作無人機(jī)飛行的步驟，降低了操作難度。

所述步驟A中安裝在無人機(jī)上的UWB照射裝置與無人機(jī)的通信裝置連接，接收無人機(jī)的通信裝置發(fā)送的控制信號(hào)。由于無人機(jī)本身就需要有通信裝置與外界進(jìn)行通信，因此，將UWB照射裝置的控制器與無人機(jī)的通信裝置連接解決了UWB照射裝置的信號(hào)來源，同時(shí)不會(huì)增加額外的成本和設(shè)備，減小了無人機(jī)的載重。

所述步驟A中安裝在無人機(jī)上的UWB定位裝置與無人機(jī)的飛控系統(tǒng)連接，向無人機(jī)的飛控系統(tǒng)發(fā)送控制信息。UWB定位裝置能確定無人機(jī)與UWB照射點(diǎn)的空間關(guān)系，UWB定位裝置確定了無人機(jī)與照射點(diǎn)的位置和角度后，將位置和角度發(fā)送給飛控系統(tǒng)，現(xiàn)有的飛控系統(tǒng)完全可以根據(jù)這些信息自動(dòng)完成飛行。

所述步驟C中控制UWB照射裝置照射需要拍攝的物體的方法是遠(yuǎn)程控制端通過無人機(jī)上的通信裝置發(fā)送控制信號(hào)到UWB照射裝置。由于航拍無人機(jī)本身自帶攝像頭，操作人員可以通過監(jiān)視器看到待拍攝區(qū)域的圖像，根據(jù)電視制導(dǎo)技術(shù)，操作人員可以根據(jù)監(jiān)視器上的圖像來選擇UWB照射裝置的照射范圍并發(fā)送給無人機(jī)通信裝置。

所述UWB定位裝置采用TOA、TDOA和AOA的定位方法追蹤UWB照射裝置照射的物體。TOA和TDOA分別為到達(dá)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間差算法，用于確定空間距離，AOA即基于信號(hào)到達(dá)角度的定位算法是一種典型的基于測距的定位算法，通過某些硬件設(shè)備感知發(fā)射節(jié)點(diǎn)信號(hào)的到達(dá)方向，計(jì)算接收節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)方位或角度，然后再利用三角測量法或其他方式計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)的位置?；谛盘?hào)到達(dá)角度的定位算法是一種常見的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位算法，算法通信開銷低，定位精度較高。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明無人機(jī)航拍的飛行控制方法，不需要人工操作無人機(jī)的飛行，，降低操作難度，任何人都可以操作無人機(jī)進(jìn)行航拍；

2、本發(fā)明無人機(jī)航拍的飛行控制方法，采用UWB技術(shù)進(jìn)行定位，性能穩(wěn)定，適應(yīng)多種工作環(huán)境。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

本發(fā)明無人機(jī)航拍的飛行控制方法，包括依次進(jìn)行的以下步驟：

A、在航拍無人機(jī)上安裝UWB照射裝置和UWB定位裝置，UWB照射裝置與無人機(jī)的通信裝置連接，UWB定位裝置與無人機(jī)的飛控系統(tǒng)連接；UWB照射裝置采用FREESCALE XS110，UWB定位裝置采用NOVELDA 6100系列雷達(dá)，無人機(jī)采用STM32F407作為主控芯片的四旋翼飛行器，通信裝置采用TD-LTE制式進(jìn)行通信；

B、采用GPS定位引導(dǎo)無人機(jī)飛到待拍攝的地點(diǎn)上空；

C、遠(yuǎn)程控制端通過無人機(jī)上的通信裝置發(fā)送控制信號(hào)到UWB照射裝置，控制UWB照射裝置照射需要拍攝的物體，UWB定位裝置追蹤UWB照射裝置照射的物體，UWB定位裝置采用TOA、TDOA和AOA的定位方法追蹤UWB照射裝置照射的物體，控制無人機(jī)接近物體進(jìn)行拍攝；

D、拍攝完成后根據(jù)GPS定位引導(dǎo)返回。

UWB照射裝置與無人機(jī)的通信裝置連接，接收無人機(jī)的通信裝置發(fā)送的控制信號(hào)。由于無人機(jī)本身就需要有通信裝置與外界進(jìn)行通信，因此，將UWB照射裝置的控制器與無人機(jī)的通信裝置連接解決了UWB照射裝置的信號(hào)來源，同時(shí)不會(huì)增加額外的成本和設(shè)備，減小了無人機(jī)的載重。UWB定位裝置與無人機(jī)的飛控系統(tǒng)連接，向無人機(jī)的飛控系統(tǒng)發(fā)送控制信息。UWB定位裝置能確定無人機(jī)與UWB照射點(diǎn)的空間關(guān)系，UWB定位裝置確定了無人機(jī)與照射點(diǎn)的位置和角度后，將位置和角度發(fā)送給飛控系統(tǒng)，現(xiàn)有的飛控系統(tǒng)完全可以根據(jù)這些信息自動(dòng)完成飛行。由于航拍無人機(jī)本身自帶攝像頭，操作人員可以通過監(jiān)視器看到待拍攝區(qū)域的圖像，根據(jù)電視制導(dǎo)技術(shù)，操作人員可以根據(jù)監(jiān)視器上的圖像來選擇UWB照射裝置的照射范圍并發(fā)送給無人機(jī)通信裝置。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。