一種基于無人機的目標跟蹤系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及目標跟蹤技術領域，尤其涉及一種基于無人機的目標跟蹤系統。
【背景技術】
[0002]衛星定位技術的迅猛發展，使得對移動載體的定位更加快速化和高精度化，這為實現自動跟蹤提供了一個強有力的基礎平臺。軍事上，制導與反導都要求裝備具有快速、靈活的反應能力，來準確地對隨機或移動目標進行定位跟蹤，進而完成瞄準和跟蹤打擊等一系列動作;在通信領域，移動載體之間的相互通信和移動載體與靜止載體之間的通信都依賴于自動跟蹤技術，如衛星天線自動跟蹤系統，就是使地面運動載體上安裝的天線能時刻對準某一衛星，來實現運動載體與固定衛星之間的高質量通訊;在天文領域，要研究某一天體的運行規律，就必須對它時刻追蹤，將原有的機械式的手動跟蹤望遠鏡設置成可自動跟蹤的控制系統，無疑會大大節省出人力，而且觀測不受環境條件的影響。
[0003]目前發達國家已有實用的用于移動式衛星通訊天線自動跟蹤系統的產品出現，但價格昂貴，而我國尚無。因此由此聯想，開發一種基于無人機的自動跟飛的方法與技術在我國是具有重大現實意義的。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于無人機的目標跟蹤系統，可實現對目標的自動跟蹤，無需人工操作。本發明是這樣實現的:
[0005]—種基于無人機的目標跟蹤系統，包括無人機和第一衛星定位裝置，所述第一衛星定位裝置安裝在目標上，用于對目標的實時位置進行定位，并將目標的實時位置信號發送給所述無人機，所述無人機包括飛控主板和第二衛星定位裝置，所述飛控主板接收目標的實時位置信號，同時，通過所述第二衛星定位裝置對無人機的實時位置進行定位，并根據無人機的實時位置及目標的實時位置控制無人機對目標進行跟蹤飛行；
[0006]在進行跟蹤飛行的過程中，所述飛控主板根據無人機的實時位置及目標的實時位置實時計算無人機與目標之間的距離，并控制無人機的飛行速度以使該距離保持在預設范圍。
[0007]進一步地，所述無人機上還安裝有加速度傳感器，所述飛控主板通過所述加速度傳感器實時檢測所述無人機的加速度，當檢測到加速度時，控制無人機進行上升操作。
[0008]進一步地，所述無人機上還安裝有超聲波傳感器，所述飛控主板通過所述超聲波傳感器實時檢測所述無人機前方預設距離內是否有障礙物，當檢測到有障礙物時，控制所述無人機上升。
[0009]進一步地，當所述距離超過所述預設范圍的時間達到預設時間時，所述飛控主板根據無人機的實時位置及目標的實時位置控制所述無人機以所述目標為返航目標返航。
[0010]進一步地，返航時，所述飛控主板控制所述加速度傳感器和超聲波傳感器關閉。[0011 ]進一步地，所述目標為艦船，所述艦船上設有無人機停機位，所述第一衛星定位裝置的天線安裝在所述艦船的無人機停機位位置。
[0012]進一步地，所述第一衛星定位裝置和第二衛星定位裝置為GPS衛星定位裝置。
[0013]與現有技術相比，本發明通過在無人機和目標上均安裝GPS定位裝置對無人機和目標的實時位置進行定位，再通過無人機的飛控主板根據無人機和目標的實時位置控制無人機在預設的距離范圍內對目標進行跟蹤飛行，不需要人工操作就可實現通過無人機對目標的自動跟蹤，根據目標類型的不同，本發明可廣泛應用于諸多領域。
【附圖說明】
[0014]圖1:本發明提供的基于無人機的目標跟蹤系統的基本工作原理示意圖；
[0015]圖2:目標跟蹤系統的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0017]圖1是本發明提供的基于無人機的目標跟蹤系統的基本工作原理示意圖，參考圖1，該目標跟蹤系統的基本工作原理是，目標2和無人機I上都安裝有衛星定位裝置(圖1未示出)，用于給自身的實時位置進行定位。目標2根據接收到的衛星定位信號對自身進行定位，并將自身的實時位置信號發送給無人機I。無人機I可采用多旋翼無人機，如四旋翼無人機。無人機I也根據接收到的衛星定位信號對自身進行定位，同時，結合自身的位置和接收到的目標2的位置信息對目標2進行自動跟蹤飛行。圖1中的目標2為艦船，以艦船作為衛星定位裝置的載體。根據需要，目標2也可以是其他任何有需要被跟蹤且可以安裝衛星定位裝置的載體，如其他水上、路上或空中交通工具，或其他移動目標。
[0018]圖2所示為目標跟蹤系統的組成示意圖，該目標跟蹤系統包括無人機I和第一衛星定位裝置201，第一衛星定位裝置201安裝在目標2上，用于對目標2的實時位置進行定位，并將目標2的實時位置信號發送給無人機I，當目標2為艦船時，艦船上設有無人機停機位，第一衛星定位裝置201的天線可安裝在艦船的無人機停機位位置。無人機I包括飛控主板101和第二衛星定位裝置102，飛控主板101接收目標2的實時位置信號，同時，通過第二衛星定位裝置102對無人機I的實時位置進行定位，并根據無人機I的實時位置及目標2的實時位置控制無人機I對目標2進行跟蹤飛行。飛控主板101可根據無人機I當前的實時位置，以目標2的實時位置為飛行目標對目標2進行跟蹤飛行。在進行跟蹤飛行的過程中，飛控主板101根據無人機I的實時位置及目標2的實時位置實時計算無人機I與目標2之間的距離，并控制無人機I的飛行速度以使該距離保持在預設范圍。一般而言，為安全起見，預設范圍設置在20m±5m的范圍。第一衛星定位裝置201和第二衛星定位裝置102為GPS衛星定位裝置。
[0019]無人機I上還安裝有加速度傳感器103，飛控主板101通過加速度傳感器103實時檢測無人機I的加速度，當檢測到加速度時，控制無人機I進行上升操作。當無人機I突然發生意外情況，如大風或者自身穩定性不好突然跌落，這時，飛控主板101通過加速度傳感器103檢測到無人機I產生加速度，于是飛控主板101通過預先寫入的程序控制無人機I進行緊急上升操作，從而防止意外發生。
[0020]無人機I上還安裝有超聲波傳感器104，飛控主板101通過超聲波傳感器104實時檢測無人機I前方預設距離內是否有障礙物，當檢測到有障礙物時，控制無人機I上升。超聲波傳感器104主要用于檢測無人機I前方是否有鳥類等障礙物，避免無人機I與障礙物相撞。當飛控主板101通過超聲波傳感器104檢測到預設距離內有障礙物時，同樣通過預先寫入的程序控制無人機I進行緊急上升操作，防止意外發生。預設距離和無人機I的飛行速度共同影響到無人機I為避免與障礙物相撞所允許的反應時間，因此，預設距離可根據無人機I的飛行速度進行設置，即預設距離可為無人機I飛行速度的函數，當然預設距離也可根據經驗設置一固定范圍。
[0021]當距離超過預設范圍的時間達到預設時間時，飛控主板101根據無人機I的實時位置及目標2的實時位置控制無人機I以目標2為返航目標返航。飛控主板101實時檢測無人機I與目標2的距離是否在預設范圍，如果檢測到無人機I與目標2的距離超過預設范圍，且超過時間達到預設時間，為安全起見，則飛控主板101控制無人機I以目標2為返航目標返航。返航時，飛控主板101控制加速度傳感器103和超聲波傳感器104關閉，防止在返航途中加速度傳感器103或超聲波傳感器104工作而使無人機I意外上升。
[0022]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于無人機的目標跟蹤系統，其特征在于，包括無人機和第一衛星定位裝置，所述第一衛星定位裝置安裝在目標上，用于對目標的實時位置進行定位，并將目標的實時位置信號發送給所述無人機，所述無人機包括飛控主板和第二衛星定位裝置，所述飛控主板接收目標的實時位置信號，同時，通過所述第二衛星定位裝置對無人機的實時位置進行定位，并根據無人機的實時位置及目標的實時位置控制無人機對目標進行跟蹤飛行； 在進行跟蹤飛行的過程中，所述飛控主板根據無人機的實時位置及目標的實時位置實時計算無人機與目標之間的距離，并控制無人機的飛行速度以使該距離保持在預設范圍。2.如權利要求1所述的目標跟蹤系統，其特征在于，所述無人機上還安裝有加速度傳感器，所述飛控主板通過所述加速度傳感器實時檢測所述無人機的加速度，當檢測到加速度時，控制無人機進行上升操作。3.如權利要求1所述的目標跟蹤系統，其特征在于，所述無人機上還安裝有超聲波傳感器，所述飛控主板通過所述超聲波傳感器實時檢測所述無人機前方預設距離內是否有障礙物，當檢測到有障礙物時，控制所述無人機上升。4.如權利要求1所述的目標跟蹤系統，其特征在于，當所述距離超過所述預設范圍的時間達到預設時間時，所述飛控主板根據無人機的實時位置及目標的實時位置控制所述無人機以所述目標為返航目標返航。5.如權利要求4所述的目標跟蹤系統，其特征在于，返航時，所述飛控主板控制所述加速度傳感器和超聲波傳感器關閉。6.如權利要求1所述的目標跟蹤系統，其特征在于，所述目標為艦船，所述艦船上設有無人機停機位，所述第一衛星定位裝置的天線安裝在所述艦船的無人機停機位位置。7.如權利要求1所述的目標跟蹤系統，其特征在于，所述第一衛星定位裝置和第二衛星定位裝置為GPS衛星定位裝置。
【專利摘要】本發明涉及一種基于無人機的目標跟蹤系統。系統包括無人機和第一衛星定位裝置，第一衛星定位裝置安裝在目標上，用于對目標的實時位置進行定位，并將目標的實時位置信號發送給無人機，無人機包括飛控主板和第二衛星定位裝置，飛控主板接收目標的實時位置信號，同時，通過第二衛星定位裝置對無人機的實時位置進行定位，并根據無人機的實時位置及目標的實時位置控制無人機對目標進行跟蹤飛行；在進行跟蹤飛行的過程中，飛控主板根據無人機的實時位置及目標的實時位置實時計算無人機與目標之間的距離，并控制無人機的飛行速度以使該距離保持在預設范圍。本發明不需人工操作就可實現通過無人機自動跟蹤目標，根據目標類型的不同，可廣泛應用于諸多領域。
【IPC分類】G05D1/12
【公開號】CN105527975
【申請號】CN201510906838
【發明人】程濤, 李章菁, 莫義弘, 馮平, 周潤華
【申請人】周潤華, 程濤, 馮平
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月9日