具有云臺(tái)增穩(wěn)的對(duì)地定位或?qū)Ш接孟鄼C(jī)、飛行器及其導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛行器導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)地定位或?qū)Ш接孟鄼C(jī)、飛行器及其導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，一些飛行器上設(shè)置了用于拍攝地面圖像的相機(jī)，然而其一般是將相機(jī)設(shè)置在飛機(jī)上。在這種情況下，由于飛行器在飛行過程中飛行姿態(tài)會(huì)傾斜以及晃動(dòng)，這種飛行姿態(tài)的變化容易造成相機(jī)鏡頭不能始終對(duì)地，因而需要成像補(bǔ)償。為了取得較好的成像效果，現(xiàn)有技術(shù)一般會(huì)采用計(jì)算機(jī)計(jì)算補(bǔ)償和傳感器視角補(bǔ)償?shù)墓餐饔脕硌a(bǔ)償成像問題，然而，采用這樣的多次補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑫?huì)使得成像誤差大大增加，也十分不利于所成的地面圖像的后續(xù)應(yīng)用和計(jì)算。
[0003]此外，現(xiàn)有的飛行器廣泛借助于GPS (全球定位系統(tǒng))進(jìn)行導(dǎo)航，但是這種導(dǎo)航方式始終存在一定的缺陷，例如:
[0004]1、GPS信號(hào)強(qiáng)度不足，不能進(jìn)行定位。GPS能夠?qū)崿F(xiàn)定位主要依靠的是衛(wèi)星，衛(wèi)星的數(shù)量越多定位就越準(zhǔn)確，但是一些區(qū)域因?yàn)楦邩腔蚋呱降恼趽蹼y以被衛(wèi)星覆蓋，這就使得在這些區(qū)域時(shí)GPS信號(hào)強(qiáng)度不足，難以進(jìn)行定位。
[0005]2、需要經(jīng)常更新地圖數(shù)據(jù)，否則會(huì)影響導(dǎo)航的準(zhǔn)確度?，F(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?qū)Ш?，除了要借助于GPS的精準(zhǔn)定位外，還要依靠于準(zhǔn)確的地圖數(shù)據(jù)，為了獲得最新的地圖數(shù)據(jù)，用戶常常需要進(jìn)行軟件更新，否則就很可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)航線路錯(cuò)誤等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中飛行器所拍攝的地面圖像需要多次成像補(bǔ)償因而成像誤差較大，并且不利于涉及地面圖像的計(jì)算和應(yīng)用的缺陷，提供一種對(duì)地定位或?qū)Ш接孟鄼C(jī)、飛行器及其導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:
[0008]本實(shí)用新型提供一種具有云臺(tái)增穩(wěn)的對(duì)地定位或?qū)Ш接孟鄼C(jī)，其特點(diǎn)是，所述相機(jī)包括一攝像裝置，所述攝像裝置的攝像方向豎直向下；
[0009]所述相機(jī)還包括一云臺(tái)增穩(wěn)系統(tǒng)，所述云臺(tái)增穩(wěn)系統(tǒng)包括一云臺(tái)主體和一云臺(tái)控制系統(tǒng)，所述云臺(tái)控制系統(tǒng)與所述云臺(tái)主體連接；
[0010]所述攝像裝置設(shè)于所述云臺(tái)主體上。
[0011]這里所說的豎直向下一般可以理解為攝像方向垂直指向地面。所述云臺(tái)增穩(wěn)系統(tǒng)用于增加所述云臺(tái)主體的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證所述攝像裝置的攝像方向豎直向下，以使得所述攝像裝置捕獲的圖像更清晰。
[0012]較佳地，所述云臺(tái)控制系統(tǒng)包括一第一控制器、一第一電機(jī)、一第二電機(jī)及一云臺(tái)主體，所述第一控制器分別與所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)電連接，所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)還分別與所述云臺(tái)主體連接。
[0013]其中，所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)分別用于利用現(xiàn)有技術(shù)控制所述云臺(tái)主體在三維坐標(biāo)系的Pitch軸和Roll軸的軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述攝像裝置捕獲的圖像即為所述飛行器下方的圖像。所述云臺(tái)控制系統(tǒng)可以僅設(shè)有Pitch軸和Roll軸的兩軸電機(jī)，在第三軸Yaw軸的軸向則是固定的，無需設(shè)置對(duì)應(yīng)的電機(jī)。所述第一控制器僅用于向兩軸電機(jī)發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)以使得所述攝像裝置的攝像方向向前，保證攝像裝置的穩(wěn)定性和平衡性。
[0014]較佳地，所述云臺(tái)控制系統(tǒng)還包括一第三電機(jī)，所述第三電機(jī)與所述云臺(tái)主體連接，還與所述第一控制器電連接。
[0015]這種情況下，通過三軸電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)保證所述攝像裝置的方向更平穩(wěn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，Yaw軸為航向軸、Pi tch軸為俯仰軸、Ro 11軸為橫滾軸，繞航向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為相對(duì)于飛機(jī)前進(jìn)方向的左右轉(zhuǎn)動(dòng)，繞俯仰軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為相對(duì)于飛機(jī)前進(jìn)方向的上下轉(zhuǎn)動(dòng)，繞橫滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)為以機(jī)身長(zhǎng)度方向?yàn)檩S的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]本實(shí)用新型還提供一種飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括上述各優(yōu)選條件任意組合的一種相機(jī)和一第二控制器；
[0017]所述相機(jī)的攝像裝置用于在所述飛行器飛行時(shí)捕獲圖像；所述第二控制器分別與所述攝像裝置和所述第一控制器電連接，用于接收一組用于顯示指定飛行線路的基準(zhǔn)圖像和所述攝像裝置捕獲的圖像，并向所述第一控制器發(fā)送控制信號(hào)。
[0018]因?yàn)樗鰯z像裝置的攝像方向豎直向下，所以所述攝像裝置捕獲的圖像實(shí)質(zhì)就是所述飛行器下方的圖像，即從飛行器的底部向下看(俯瞰)所得到的圖像。所述導(dǎo)航系統(tǒng)通過上述連接關(guān)系獲取所述基準(zhǔn)圖像和所述攝像裝置來改變所述飛行器的飛行方向，使得所述導(dǎo)航系統(tǒng)不需要GPS就可以沿著所述指定飛行線路飛行，不必?fù)?dān)心飛行的區(qū)域不在衛(wèi)星的覆蓋范圍內(nèi)或者地圖數(shù)據(jù)沒有及時(shí)更新等問題出現(xiàn)，具有準(zhǔn)確度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0019]較佳地，所述基準(zhǔn)圖像為獲取所述指定飛行線路的地形圖。
[0020]所述指定飛行線路的地形圖是指在所述飛行器沿所述指定飛行線路飛行時(shí)所述飛行器下方的圖像，包括但不僅限于地形、建筑等。所述指定飛行線路可以包括所述飛行器的返航線路，所述返航線路的地形圖通過所述攝像裝置在所述飛行器去航時(shí)捕獲而得。即所述攝像裝置在所述飛行器去航時(shí)捕獲的圖像為用于顯示所述飛行器的返航線路的基準(zhǔn)圖像。所述飛行器可以自主地沿著去航的線路返航，簡(jiǎn)化了飛行器的控制，尤其是，在飛行器已經(jīng)飛出了操控者的視線范圍內(nèi)時(shí)，操控者即便不知道飛行器的所在位置，也可以利用所述導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)飛行器的自動(dòng)返航。所述指定飛行線路還可以包括任意一條指定了起始點(diǎn)和終點(diǎn)的線路，針對(duì)這種指定飛行線路，所述導(dǎo)航系統(tǒng)可以通過預(yù)存或通過網(wǎng)絡(luò)下載來獲得對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)圖像，以實(shí)現(xiàn)所述飛行器沿著指定飛行線路的自主飛行。
[0021]較佳地，還包括一計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器與所述攝像裝置電連接。通過所述計(jì)時(shí)器可以設(shè)定所述攝像裝置捕獲圖像的時(shí)間間隔。
[0022]本實(shí)用新型還提供了一種飛行器，其特點(diǎn)是，包括上述各優(yōu)選條件任意組合的一種導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0023]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳