CN109814119A - 一种激光照射式gps坐标获取系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光照射式GPS坐标获取系统，包括一飞行器，所述飞行器包含机载GPS模块、安装有角度传感器的云台、安装于所述角度传感器的镜头、与所述镜头平行并一体安装的激光测距仪，所述机载GPS模块获取所述飞行器大地坐标(X₀，Y₀)以及航向角度c，所述航向角度c为自Y轴方向顺时针至所述飞行器飞行方向的角度，所述角度传感器获取所述镜头水平偏转角度d以及垂直偏转角度a，所述水平偏转角度d为自所述飞行器飞行方向顺时针至所述镜头观察方向的角度，所述垂直偏转角度a为水平方向与所述镜头观察方向之间的夹角。本发明基于飞行器自身位置信息参数、激光测距参数以及镜头角度参数计算获得目标位置的位置信息，应用广泛。

Description

一种激光照射式GPS坐标获取系统

技术领域

本申请涉及GPS坐标系统，特别涉及一种激光照射式GPS坐标获取系统。

背景技术

目前无人机应用原来越广泛，尤其是在勘测和侦察方面的应用。目前市面上的产品还没有办法获取视屏画面中被侦测目标的精确地理坐标和运动速度参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光照射式GPS坐标获取系统，基于飞行器自身位置信息参数、激光测距参数以及镜头角度参数的一种视频目标位置参数获取系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

本申请实施例公开了一种激光照射式GPS坐标获取系统，包括一飞行器，所述飞行器包含机载GPS模块、安装有角度传感器的云台、安装于所述角度传感器的镜头、与所述镜头平行并一体安装的激光测距仪，所述机载GPS模块获取所述飞行器大地坐标(X₀，Y₀)以及航向角度c，所述航向角度c为自Y轴方向顺时针至所述飞行器飞行方向的角度，所述角度传感器获取所述镜头水平偏转角度d以及垂直偏转角度a，所述水平偏转角度d为自所述飞行器飞行方向顺时针至所述镜头观察方向的角度，所述垂直偏转角度a为水平方向与所述镜头观察方向之间的夹角，所述镜头观察目标位置，所述激光测距仪获取所述目标位置与所述飞行器的距离D，则所述目标位置的大地坐标(X₁，Y₁)＝(X₀+D*cos a*sin(d+c)，Y₀+D*cosa*cos(d+c))。

优选的，在上述的激光照射式GPS坐标获取系统中，所述飞行器装载有气压高度计，所述气压高度计获取所述飞行器高度位置Z₀，该高度位置Z₀为所述飞行器相对海平面高度，则所述目标位置的高度位置Z₁＝Z₀-D*sin a。

优选的，在上述的激光照射式GPS坐标获取系统中，所述角度传感器包括俯仰轴传感器与航向轴传感器，所述云台俯仰轴传感器获取垂直偏转角度a，所述云台航向轴传感器获取水平偏转角度d。

与现有技术相比，本发明基于飞行器自身位置信息参数、激光测距参数以及镜头角度参数计算获得目标位置的位置信息，应用广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中激光照射式GPS坐标获取系统的示意图；

图2所示为本发明具体实施例中云台侧视图；

图3所示为本发明具体实施例中云台安装示意图；

图4所示为本发明具体实施例中角度传感器获取角度示意图；

图5所示为本发明具体实施例中另一航向角度传感器获取角度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合图1-5所示，激光照射式GPS坐标获取系统，包括一飞行器，飞行器包含机载GPS模块100、安装有角度传感器500的云台200、安装于角度传感器500的镜头300、与镜头300平行并一体安装的激光测距仪400，机载GPS模块100获取飞行器大地坐标(X₀，Y₀)以及机载电子罗盘获取的航向角度c，航向角度c为自Y轴方向顺时针至飞行器飞行方向的角度，逆时针时为负，角度传感器500获取镜头300水平偏转角度d以及垂直偏转角度a，水平偏转角度d为自飞行器飞行方向顺时针至镜头300观察方向的角度，逆时针时为负，如图4-5所示，图中角度为-d，垂直偏转角度a为水平方向与镜头300观察方向之间的夹角，镜头300观察目标位置，激光测距仪400获取目标位置与飞行器的距离D，则目标位置的大地坐标(X₁，Y₁)＝(X₀+D*cos a*sin(d+c)，Y₀+D*cos a*cos(d+c))。飞行器装载有气压高度计600，气压高度计600获取飞行器高度位置Z₀，该高度位置Z₀为飞行器相对海平面高度，则目标位置的高度位置Z₁＝Z₀-D*sin a。角度传感器500包括俯仰轴传感器510与航向轴传感器520，俯仰轴传感器510获取垂直偏转角度a，航向轴传感器520获取水平偏转角度d。

该技术方案中，该系统要求飞行器水平飞行，由于每个飞行器上都会设置罗盘，罗盘的设置结合机载GPS模块可以获得航向角度c，航向角度c为自Y轴方向顺时针至飞行器飞行方向的角度，由于飞行器水平飞行，通过角度传感器500获取镜头300水平偏转角度d以及垂直偏转角度a，水平偏转角度d为自飞行器飞行方向顺时针至镜头300观察方向的角度，垂直偏转角度a为水平方向与镜头300观察方向之间的夹角，通过激光测距仪400获取目标位置与飞行器的距离D，由于镜头位置相对于飞机GPS传感器位置、镜头位置与激光测距仪位置一般较小所以在计算中近似为0处理，则镜头看到的中心位置光路及对应角度均完全重合。通过控制器700的计算，即可获得目标位置的坐标。由于镜头可以随意转动，所以本系统只需保证飞行器水平飞行即可获得目标位置的坐标信息，还能获得目标位置的海拔数据。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种激光照射式GPS坐标获取系统，其特征在于，包括一飞行器，所述飞行器包含机载GPS模块、安装有角度传感器的云台、安装于所述角度传感器的镜头、与所述镜头平行并一体安装的激光测距仪，所述机载GPS模块获取所述飞行器大地坐标(X₀，Y₀)以及航向角度c，所述航向角度c为自Y轴方向顺时针至所述飞行器飞行方向的角度，所述角度传感器获取所述镜头水平偏转角度d以及垂直偏转角度a，所述水平偏转角度d为自所述飞行器飞行方向顺时针至所述镜头观察方向的角度，所述垂直偏转角度a为水平方向与所述镜头观察方向之间的夹角，所述镜头观察目标位置，所述激光测距仪获取所述目标位置与所述飞行器的距离D，则所述目标位置的大地坐标(X₁，Y₁)＝(X₀+D*cos a*sin(d+c)，Y₀+D*cos a*cos(d+c))。

2.根据权利要求1所述的激光照射式GPS坐标获取系统，其特征在于，所述飞行器装载有气压高度计，所述气压高度计获取所述飞行器高度位置Z₀，该高度位置Z₀为所述飞行器相对海平面高度，则所述目标位置的高度位置Z₁＝Z₀-D*sin a。

3.根据权利要求1所述的激光照射式GPS坐标获取系统，其特征在于，所述角度传感器包括俯仰轴传感器与航向轴传感器，所述云台俯仰轴传感器获取垂直偏转角度a，所述云台航向轴传感器获取水平偏转角度d。