CN112923791B - 运动载体上射流装置打击目标的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种运动载体上射流装置打击目标的方法，该方法包括：根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；根据目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；根据射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、三轴陀螺仪的初始值、三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取电机的补偿角度；根据电机的初始旋转角度和电机的补偿角度，获取电机的最终旋转角度，以使得根据最终旋转角度，控制射流本体对目标进行打击。本发明通过相机和陀螺仪两个方面对射流装置进行控制补偿，保证了射流平稳射出，提高了击打目标的准确性。

Description

运动载体上射流装置打击目标的方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种运动载体上射流装置打击目标的方法。
背景技术
射流装置是指通过压力泵将流体介质发射出去的装置，常见的射流装置有水炮、泡沫灭火器等，按使用方法还可以分为手持式和固定式。本发明实施例中针对固定式。
固定式射流装置通常是指安装在固定的底座上，通过控制器控制发射，比较具有代表性的固定式射流装置有消防灭火水炮、执法水炮等。有的固定式射流装置是在室内使用的，比如室内消防水炮通常安装在天花板或者墙壁上，还有的固定式射流装置是在室外使用的，通常安装在运动载体上，比如消防水炮安装在消防车上、执法水炮安装在执法船上等。
目前有一种稳定跟踪定位射流灭火水炮，它是一种固定式室内消防水炮，安装在天花板上。这种水炮的本体与底座连接的地方有一个水平关节，用于控制水炮水平旋转，水炮本体上还有两个垂直关节，用于调整水炮炮口的上下位置，这种设计有利于提高水炮定位的稳定性和精度。这种射流装置是通过使用控制器进行遥控的方式来实现水炮的转动和调整的。
另一种射流灭火水炮是一种固定式室外消防水炮，安装在消防车上。这种水炮的本体与底座连接的地方有一个水平关节，用于控制水炮水平旋转，水炮本体上还有一个垂直关节，用于调整水炮炮口的垂直位置。这种射流装置是通过人工直接控制的方式实现水炮的调整的。
还有一种智能执法水炮系统使用的水炮，它是一种固定式室外执法水炮，安装在船舶上。该智能执法水炮系统由光电云台相机、激光测距、红外探测仪和水炮本体等组成。这种射流装置是通过机器视觉的方式实现水炮的控制和调整的。
从上面几种装置可以看出目前针对运动载体上的射流的稳定控制办法一般有两种。一种是人工进行控制补偿。通过人为的使用遥杆、控制拨杆和遥控器等设备控制射流装置，保持射流装置的稳定，从而保持射流能平稳的喷射出去。另一种是使用机器视觉进行控制补偿。通过机器视觉识别目标物后，获取有关数据并解出射流装置各关节电机需要的转动角度，最后通过伺服控制射流装置转动，本质仍然是保持射流装置的稳定来达到稳定射流的目的。
目前基于载体的射流装置大多是在载体静止不动时进行作业的，而针对载体运动的情况，射流装置的稳定控制方法却有所欠缺。
两种主流稳定方法是人工进行控制补偿和机器视觉进行控制补偿。
人工进行控制补偿只有在载体平缓运动时效果较好，而当载体运动比较明显时，人工无法做到及时且有效地控制炮口的运动。同时，人工的控制补偿过多的依赖于操作人员的技能和经验，没有相关技能和经验的人无法进行精确地控制，需要反复地尝试和调整。
机器视觉进行控制补偿方法虽然在运动速度不快的时候也可以达到比较好的效果，但是当风浪来临时，船体受到风浪影响会发生晃动，机器视觉就需要反复的寻找目标物体，计算坐标和角度，这会消耗大量的硬件资源，且可能出现目标丢失、计算失准等问题，从而无法实现对目标的稳定打击。
发明内容
本发明提供一种运动载体上射流装置打击目标的方法，用以解决现有技术中运动载体上的射流装置打击目标不准的缺陷，实现运动载体上准确稳定的打击目标。
本发明提供一种运动载体上射流装置打击目标的方法，包括：
根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度，包括：
根据所述实时位置，进行运动学逆解，获取所述电机的初始旋转角度。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度之前，包括：
根据所述三轴陀螺仪的工作参数，获取所述三轴陀螺仪的初始值；
根据所述三轴陀螺仪的标定因数和安装误差系数，获取所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述根据所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态，获取所述电机的补偿角度，包括：
根据所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态的乘积，获取累积角度；
根据所述三轴陀螺仪的初始值和所述累积角度两者之和，获取所述电机的补偿角度。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述根据所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态，获取所述电机的补偿角度，应用如下公式获得：
Figure BDA0002909754360000041
其中，[Wx Wy Wz]T表示所述电机的补偿角度，[Wx0 Wy0 Wz0]T表示所述三轴陀螺仪的初始值，[wx wy wz]T表示所述运动状态，
Figure BDA0002909754360000042
表示所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述运动状态包括所述运动载体的俯仰角、翻滚角和偏转角。
根据本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，所述射流本体根据所述最终旋转角度，对所述目标进行打击，包括：
根据所述最终旋转角度，对所述射流本体进行伺服控制，从而使得对所述目标进行打击。
本发明还提供一种射流装置，包括：射流本体、相机、三轴陀螺仪和处理器，其中：
所述射流本体适于安装在运动载体上；
所述相机用于拍摄目标图像，并将所述目标图像发送给所述处理器；
所述三轴陀螺仪用于监测所述运动载体的运动状态，并将所述运动状态发送给所述处理器；
所述处理器用于执行上述运动载体上射流装置打击目标的方法，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述运动载体上射流装置打击目标的方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述运动载体上射流装置打击目标的方法的步骤。
本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，通过两个方面对目标进行控制补偿，一方面通过机器视觉的方式定位目标，确定目标方向，将光电云台相机计算的目标位置与射流本体末端的坐标对应，实现目标的锁定和跟踪；另一方面加入高精度三轴陀螺仪，监测运动载体的运动趋势，收集运动载体的运动信息，并实时补偿到射流本体上，使得射流本体旋转频率、升降频率与运动载体的频率保持一致，能够有效提高射流本体末端的稳定性，保证射流平稳射出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明中射流装置安装的结构示意图；
图2为本发明提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法的流程图；
图3为本发明实施例中射流装置整体的运行示意图；
图4为本发明中射流装置的整体运行流程图；
图5为本发明提供的一种射流装置的结构示意图；
图6为本发明提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动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。
为了使射流装置在运动载体上也能发出稳定的射流，本发明实施例设计了一种运动载体上的射流装置，该射流装置由相机、三轴陀螺仪和射流本体组成，如图1所示，本发明实施例中射流本体安装运动载体上，随着运动载体的运动而运动，本发明实施例中射流本体包括两个电机，分别为垂直电机和水平电机，分别控制射流本体的垂直关节和水平关节，通过调节垂直电机和水平电机的旋转角度，从而控制垂直关节和水平关节的转动角度，从而控制射流本体最终的朝向，从而执行射击任务；本发明实施例中的相机为光电云台相机，也可以为其它类型的相机，本发明实施例中以光电云台相机为例进行说明，但不限于此；本发明实施例中的光电云台相机用于拍摄目标图像，具体地，本发明实施例中的光电云台相机安装在射流本体的正上方，用来监控全局，但不限于此；本发明实施例中的三轴陀螺仪为高精度三轴陀螺仪，安装在射流本体的旁边，用于监测运动载体的运动状态。
需要说明的是，三轴陀螺仪可以同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速，与单轴陀螺仪相比，三轴陀螺仪具有的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好的优点，是激光陀螺的发展的基础元件。
对于上述安装在运动载体上的射流装置，本发明实施例提供了一种安装在运动载体上射流装置打击目标的方法，如图2所示，该方法包括：
本发明实施例针对运动载体追逐目标的场景进行说明。
110，根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
在运动载体追赶目标的过程中，光电云台相机对目标进行拍摄，得到目标图片，基于得到的目标图片，进行图像处理和运动目标跟踪处理，首先通过图像处理将目标在图片中识别出来，常见的目标识别方法有基于神经网络的目标识别方法以及滤波法等；然后在识别出目标的基础上，利用运动目标跟踪方法，对目标进行实时跟踪，常见的目标跟踪方法有光流法、卡尔曼滤波和粒子滤波算法等。
针对相机拍摄到的某一刻的目标图片，获取该时刻目标的实时位置。
120，根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
射流本体主要是由不同的关节组成，以本发明实施例中的射流本体包括的垂直关节和水平关节为例，本发明实施例中射流本体安装在底座(也就是运动载体)上，底座上有一个水平关节，用来调整射流本体的偏航角，射流本体上还有一个垂直关节，用来调整射流本体的俯仰角。
在得知该目标实时位置的前提下，根据该实时位置可以得知射流本体的末端位置，通过逆运动学求解，可以得到射流本体中垂直电机和水平电机的旋转角度。
常见的逆运动学求解方法有代数法和几何法。
130，根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
由于基于目标图像得到的旋转角度没有考虑到运动载体运动带来的影响，本发明实施例中通过三轴陀螺仪监测运动载体的运动状态，检测运动载体的运动趋势，收集运动载体的运动信息，并将实时地补偿到射流本体上，从而使得射流本体旋转频率、升降频率与运动载体的频率保持一致，从而能有效提高射流本体末端的稳定性，保证射流能平稳射出。
本发明实施例中运动载体的运动状态通过运动载体在不同方向上的偏转角度来表示，本发明实施例中，以运动载体的偏转角、翻滚角和俯仰角来对运动状态进行表示。
本发明实施例中三轴陀螺仪的初始值根据三轴陀螺仪的自身标定因数来确定，三轴陀螺仪的坐标变换矩阵表示监测到的运动状态和电机转过的角度之间的转换关系，最终得到电机的补偿角度。
140，根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
在电机的初始旋转角度和电机的补偿角度的基础上，一般地，电机的初始旋转角度加上电机的补偿角度，得到电机的最终旋转角度。根据该最终旋转角度，控制射流本体对目标进行打击。
综上，本发明实施例中提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，通过两个方面对目标进行控制补偿，一方面通过机器视觉的方式定位目标，确定目标方向，将光电云台相机计算的目标位置与射流本体末端的坐标对应，实现目标的锁定和跟踪；另一方面加入高精度三轴陀螺仪，监测运动载体的运动趋势，收集运动载体的运动信息，并实时补偿到射流本体上，使得射流本体旋转频率、升降频率与运动载体的频率保持一致，能够有效提高射流本体末端的稳定性，保证射流平稳射出。
在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度之前，包括：
根据所述三轴陀螺仪的工作参数，获取所述三轴陀螺仪的初始值；
根据所述三轴陀螺仪的标定因数和安装误差系数，获取所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵。
三轴陀螺仪在使用之前，需要先进行标定，计算出三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，从而为后续的运动状态监测做好准备。
已知运动载体坐标系OXbYbZb分别绕X、Y、Z旋转一定角度之后可以得到陀螺仪坐标系OXgYgZg，两者之间的关系可以描述为式(1)：
Figure BDA0002909754360000091
式中，
Figure BDA0002909754360000092
为坐标变换矩阵，可以写作式(2)：
Figure BDA0002909754360000093
式中Skx,Sky,Skz为陀螺仪的标定因数，是陀螺仪本身自带的，其中Skx表示X轴方向的标定因数，Sky表示Y轴方向的标定因数，Skz表示Z轴方向的标定因数，Kxy,Kxz,Kyx,Kyz,Kzx,Kzy为安装误差系数，其中，Kxy表示从X轴正向转向Y轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kxz表示从X轴正向转向Z轴正向的角速度通道的安装误差系数,Kyx表示从Y轴正向转向X轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kyz表示从Y轴正向转向Z轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kzx表示Z轴正向转向X轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kzy表示Z轴正向转向Y轴正向的角速度通道的安装误差系数。
在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态，获取所述电机的补偿角度，包括：
根据所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态的乘积，获取累积角度；
根据所述三轴陀螺仪的初始值和所述累积角度两者之和，获取所述电机的补偿角度。
将式(2)代入式(1)整理后得到式(3)，即为电机的补偿角度的获取公式，如下：
Figure BDA0002909754360000101
其中，[Wx Wy Wz]T表示所述电机的补偿角度，[Wx0 Wy0 Wz0]T表示所述三轴陀螺仪的初始值，[wx wy wz]T表示所述运动状态，
Figure BDA0002909754360000102
表示所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵。
本装置以右手定则建立坐标系，用于描述运动状态。以射流炮口方向为X轴正方向，射流装置本体是Z轴正方向。
其中，Wx表示绕X轴的补偿角度，对应的欧拉角中的翻滚角，Wy表示绕Y轴的补偿角度，对应的欧拉角中的俯仰角，Wz表示绕Z轴方向的补偿角度，对应的欧拉角中的偏航角，Wx0表示绕X轴的初始角度,即初始的翻滚角(注：初始角度说的是载体在完全静止情况下的欧拉角)，Wy0表示绕Y轴的初始角度，即初始的俯仰角，Wz0表示绕Z轴的初始角度，即初始的俯仰角，wx表示载体运动时绕X轴的变化量，即翻滚角的变化量，wy表示载体运动时绕Y轴的变化量，即俯仰角的变化量，wz表示载体运动时绕Z轴的变化量，即偏航角的变化量。
在上述实施例的基础上，优选地，所述射流本体根据所述最终旋转角度，对所述目标进行打击，包括：
根据所述最终旋转角度，对所述射流本体进行伺服控制，从而使得对所述目标进行打击。
本发明实施例中在得到射流本体最终旋转角度的基础上，根据该最终旋转角度，对射流本体进行伺服控制，伺服控制是对物体运动的位置、速度及加速度等变化量的有效控制。
本发明实施例提供射流装置的整体运行流程图，如图3所示，通过光电云台相机对目标进行实时拍摄，得到由若干目标图像组成的视频帧，根据该视频帧，进行目标识别与跟踪，得到目标的实时位置；在已知目标的实时位置的基础上，进行逆运动学求解，得到电机的初始旋转角度；然后利用三轴陀螺仪监测得到的运动载体的运动状态，通过相关数据计算，得到电机补偿角度；通过电机的初始旋转角度和电极的补偿角度，得到电机的最终旋转角度；在电机的最终旋转角度的基础上，进行伺服控制，得到机械控制指令，从而对射流装置进行稳定射流。
本发明实施例还提供一种射流装置的整体运行流程图，如图4所示，主要包括如下几个步骤：
步骤一：判断是否完成三轴陀螺仪的标定。没有就进行步骤二，有就进行步骤三。
步骤二：进行三轴陀螺仪标定，计算三轴陀螺仪标定因数和安装误差系数，求出陀螺仪坐标变换矩阵。
步骤三：进行三轴陀螺仪初始化，获取运动载体的静止时的状态，并保存为初始状态，作为后面运动的参照。
步骤四：启动三轴陀螺仪，监测运动载体的运动状态。
步骤五：计算补偿角度，使用步骤二求出的三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，将步骤四监测到的载体运动状态信息转换成射流本体中各电机的补偿角度。
步骤六：视频帧数据处理，将光电云台相机发送过来的视频帧进行处理，计算出目标位置，并进行逆运动学求解，得到各电机的初始旋转角度。
步骤七：将步骤五求出的补偿角度和步骤六求出的各电机的初始旋转角度进行合并运算，得到各电机的最终旋转角度。
步骤八：将电机的实际转动角度发送给伺服控制系统控制射流本体运动。
综上，本发明设计了一套运动载体上的射流装置，并针对该装置提出了一种射流装置打击目标的方法，采用光电云台相机对被击目标进行跟踪与锁定；获得目标坐标信息之后，通过射流装置运动学分析与解算获得射流装置各关节转动的角度；设计基于高精度三轴陀螺仪的载体运动状态反馈系统获得补偿射流装置的补偿角度，以实现对目标的稳定打击。
与本发明最接近的是一种智能执法水炮，由光电云台相机、激光测距、红外探测仪和水炮本体等组成。这种智能执法水炮是通过机器视觉的方法来维持稳定的。在载体静止时，这种智能执法水炮能够准确的打中远方的目标，但当载体发生晃动时，由于无法较好地维持稳定，进而导致射流的准确度降低。
本发明使用光电云台相机、高精度三轴陀螺仪和射流装置等组成一套射流稳定装置，并提出了一种控制补偿方法。相比于智能执法水炮，增加了三轴陀螺仪用来监测载体的运动状态，降低了对光电云台相机的依赖。同时，通过同步载体的运动状态，使得射流装置的运动频率与载体的运动频率接近甚至达到一致，保证了射流口的稳定性。
使用本装置时，光电云台相机只需要每隔一段时间重新扫描一次目标物，其余时间则由陀螺仪来进行控制和运动补偿。对于整套系统而言，硬件要求显著降低，成本有所降低，更有利于生产和推广。
本发明实施例提供一种射流装置，如图5所示，该装置包括：射流本体501、相机502、三轴陀螺仪503和处理器504，其中：
所述射流本体适于安装在运动载体上；
所述相机用于拍摄目标图像，并将所述目标图像发送给所述处理器；
所述三轴陀螺仪用于监测所述运动载体的运动状态，并将所述运动状态发送给所述处理器；
所述处理器用于执行上述运动载体上射流装置打击目标的方法，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
具体地，射流本体适于安装在运动载体上，随着运动载体的运动而运动；相机位于射流本体上方，用于监控全局，拍摄目标的图像，将目标图像发送给处理器；三轴陀螺仪监测运动载体的运动状态，并将运动状态发送给处理器。
处理器接收到目标图片和运动状态后，执行上述方法实施例中的步骤，具体请参考上述方法实施例，本实施例在此不再赘述，最终控制射流本体对目标进行打击。
本发明实施例提供一种电子设备，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行一种运动载体上射流装置打击目标的方法，该方法包括：
根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，该方法包括：
根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的一种运动载体上射流装置打击目标的方法，该方法包括：
根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种运动载体上射流装置打击目标的方法，其特征在于，包括：
根据射流装置上相机拍摄到的目标图片，获取目标的实时位置；
根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度；
根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度；
根据所述电机的初始旋转角度和所述电机的补偿角度，获取所述电机的最终旋转角度，以使得根据所述最终旋转角度，控制所述射流本体对所述目标进行打击；
所述根据所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态，获取所述电机的补偿角度，包括：
根据所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态的乘积，获取累积角度；
根据所述三轴陀螺仪的初始值和所述累积角度两者之和，获取所述电机的补偿角度；
所述根据所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵和所述运动状态，获取所述电机的补偿角度，应用如下公式获得：
Figure FDA0003878051890000011
其中，[Wx Wy Wz]T表示所述电机的补偿角度，[Wx0 Wy0 Wz0]T表示所述三轴陀螺仪的初始值，[wx wy wz]T表示所述运动状态，
Figure FDA0003878051890000021
表示所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵；
其中，Wx表示绕X轴的补偿角度，对应的欧拉角中的翻滚角，Wy表示绕Y轴的补偿角度，对应的欧拉角中的俯仰角，Wz表示绕Z轴方向的补偿角度，对应的欧拉角中的偏航角，Wx0表示绕X轴的初始角度,即初始的翻滚角，初始角度说的是载体在完全静止情况下的欧拉角，Wy0表示绕Y轴的初始角度，即初始的俯仰角，Wz0表示绕Z轴的初始角度，即初始的俯仰角，wx表示载体运动时绕X轴的变化量，即翻滚角的变化量，wy表示载体运动时绕Y轴的变化量，即俯仰角的变化量，wz表示载体运动时绕Z轴的变化量，即偏航角的变化量；
式中Skx，Sky，Skz为陀螺仪的标定因数，是陀螺仪本身自带的，其中Skx表示X轴方向的标定因数，Sky表示Y轴方向的标定因数，Skz表示Z轴方向的标定因数，Kxy，Kxz，Kyx，Kyz，Kzx，Kzy为安装误差系数，其中，Kxy表示从X轴正向转向Y轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kxz表示从X轴正向转向Z轴正向的角速度通道的安装误差系数,Kyx表示从Y轴正向转向X轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kyz表示从Y轴正向转向Z轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kzx表示Z轴正向转向X轴正向的角速度通道的安装误差系数，Kzy表示Z轴正向转向Y轴正向的角速度通道的安装误差系数。
2.根据权利要求1所述的运动载体上射流装置打击目标的方法，其特征在于，所述根据所述目标的实时位置，获取所述射流装置中射流本体的电机的初始旋转角度，包括：
根据所述实时位置，进行运动学逆解，获取所述电机的初始旋转角度。
3.根据权利要求1所述的运动载体上射流装置打击目标的方法，其特征在于，所述根据所述射流装置中三轴陀螺仪监测到的运动载体的运动状态、所述三轴陀螺仪的初始值、所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵，获取所述电机的补偿角度之前，包括：
根据所述三轴陀螺仪的工作参数，获取所述三轴陀螺仪的初始值；
根据所述三轴陀螺仪的标定因数和安装误差系数，获取所述三轴陀螺仪的坐标变换矩阵。
4.根据权利要求1至3任一所述的运动载体上射流装置打击目标的方法，其特征在于，所述运动状态包括所述运动载体的俯仰角、翻滚角和偏转角。
5.根据权利要求1至3任一所述的运动载体上射流装置打击目标的方法，其特征在于，所述射流本体根据所述最终旋转角度，对所述目标进行打击，包括：
根据所述最终旋转角度，对所述射流本体进行伺服控制，从而使得对所述目标进行打击。
6.一种射流装置，其特征在于，包括：射流本体、相机、三轴陀螺仪和处理器，其中：
所述射流本体适于安装在运动载体上；
所述相机用于拍摄目标图像，并将所述目标图像发送给所述处理器；
所述三轴陀螺仪用于监测所述运动载体的运动状态，并将所述运动状态发送给所述处理器；
所述处理器用于执行如权利要求1至5任一所述的运动载体上射流装置打击目标的方法，控制所述射流本体对所述目标进行打击。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述运动载体上射流装置打击目标的方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述运动载体上射流装置打击目标的方法的步骤。
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