下步骤:
[0097]步骤201、根据被摄目标和飞行器的位置信息建立参考坐标系，得到在所述参考坐标系下从所述被摄目标到所述飞行器的第一位置矢量；
[0098]步骤202、根据所述飞行器的当前姿态信息，计算在所述参考坐标系下从所述飞行器的天线位置到云台位置的方向矢量；
[0099]步骤203、根据所述第一位置矢量和所述方向矢量，计算在所述参考坐标系下从所述被摄目标到所述云台位置的第二位置矢量，并将所述第二位置矢量转换为所述飞行器的目标姿态信息；
[0100]步骤204、根据所述飞行器的当前姿态信息和目标姿态信息，得到目标控制量，所述目标控制量用于指示对云台运动控制的调整量。
[0101]具体而言，如图2b所示，在无人机41的机体上方设置机载GNSS接收机及天线43，在无人机41的机体下方设置云台45和拍摄设备(图中未示出)，拍摄设备通常装载于云台45上。从被摄目标47到天线相位中心(例如天线的几何中心)的第一位置矢量为A1，从天线相位中心到云台运动中心(例如云台的旋转中心)的方向矢量为dA，，从被摄目标47到云台运动中心的第二位置矢量为As。通过所述方向矢量校正第一位置矢量所得出的第二位置矢量，为实际云台运动中心与被摄目标的矢量表示，可以消除G N S S天线与云台运动中心在安装上实际存在的位置差异。
[0102]在一种可能的实现方式中，步骤201可以包括:
[0103]步骤2011、从所述被摄目标的GNSS信标获取所述被摄目标在地理坐标系下的位置信息；
[0104]步骤2012、从所述飞行器的GNSS接收机及天线获取所述飞行器在地理坐标系下的位置信息；
[0105]步骤2013、根据所述被摄目标和所述飞行器在所述地理坐标系下的位置信息建立参考坐标系，得到在所述第一位置矢量。
[0106]在一种可能的实现方式中，步骤2013可以包括:，根据所述被摄目标在所述地理坐标系下的位置信息Pt(lont，Iatt，heit)，和所述飞行器所述地理坐标系下的位置信息Pu(1nu，latu,heiu)，采用下式I和式2建立参考坐标系，例如笛卡尔坐标系，得到在所述参考坐标系下从所述被摄目标到所述飞行器的第一位置矢量A1U1，yi，heiu-heit)，
[0107]Xi= (lonu-lont)*cos(latt)*lonO 式1，
[0108]yi= (latu-latt)*latO 式2，
[0109]zi = heiu_heit 式3，
[0110]其中，lon0= 2*Ji*a/360，IatO = (2*Ji*c+4*(a-c) )/360，3i为圆周率，a为地球长轴半径，c为地球短轴半径，1n表示经度、Iat表示维度、hei表示高度，t表示所述被摄目标，u表示所述飞行器，cos ()表示余弦函数，X1、y1、Z1表示参考坐标系下的坐标值。
[0111]在一种可能的实现方式中，步骤202可以包括:
[0112]步骤2021、从姿态传感器获得所述飞行器的当前姿态信息；
[0113]步骤2022、根据所述飞行器的当前姿态信息，计算在所述参考坐标系下从所述飞行器的天线相位中心到云台运动中心的方向矢量。
[0114]在一种可能的实现方式中，步骤2022可以包括:根据所述飞行器的当前姿态信息Attiu(Pitchu，Rollu，Yawu)，，采用下式3至式5，计算在所述参考坐标系下从所述飞行器的天线相位中心到云台运动中心的方向矢量dA’(dx’，dy’，dz’)，
[0115]dx，=dx(cos(Rollu)cos(Yawu)-sin(Pitchu)sin(Rollu)sin(Yawu))-dy(cos(Pitchu)sin(Yawu))+dz(sin(Rollu)cos(Yawu)+sin(Pitchu)cos(Rollu)sin(Yawu))式3，
[0116]dy，=dx(cos(Rollu)sin(Yawu)-sin(Pitchu)sin(Rollu)cos(Yawu) )-dy(cos(Pitchu)cos(Yawu))+dz(sin(Rollu)sin(Yawu)+sin(Pitchu)cos(Rollu)cos(Yawu))式4，
[0117]dz，= dx(-cos(Pitchu)sin(RoIIu))~dy(sin(Pitchu)+dz(cos(Pitchu)cos(Rollu))式5，
[0118]其中，Pitchu表示飞行器u的当前俯仰角，Rollu表示飞行器u的当前翻滚角，Yawu表示飞行器u的当前偏航角，sin()表示正弦函数;dA(dx，dy，dz)表示天线相位中心到云台运动中心的方向矢量在所述飞行器的机体坐标系下坐标值。
[0119]在一种可能的实现方式中，步骤203可以包括:
[0120]步骤2031、根据所述第一位置矢量41(11，71，116；[11-116；[1；)和所述方向矢量(^’(dx’，dy’，dz’)，计算从所述被摄目标到云台运动中心的第二位置矢量A2=(X2，y2，Z2) = (Ai+dA，)；
[0121]步骤2032、采用下式6，将所述第二位置矢量转换为所述飞行器的在机体坐标系下的目标姿态信息Attic(Pitchc,Roll。,Yawc):
[0122]Attic(Pitchc,Rollc,Yawc) = (arcs in (X2/ IA21 )，arcs in (y〗/ IA21)，arcsin(Z2/ | A2))式6。
[0123]其中，arcsinO为反正弦函数。
[0124]在一种可能的实现方式中，步骤204可以包括:根据所述飞行器的当前姿态信息Att iu (Pitchu，Rol Iu ,Yawu)和目标姿态信息，采用下式7得到三轴云台的目标控制量Output，
[0125]Output = (Pitchc-Pitchu, Ro I Ic-Ro I lu, Yawc-Yawu)式 7。
[0126]本实施例的目标跟踪方法根据所获取的位置信息计算相对空间指向关系，同时结合无人机机载传感器获得的飞行器姿态，决定摄像头云台输出，实现被摄目标的跟踪，由于考虑了机身高度对跟踪算法的影响，跟踪精度高，能够实现全天候自主跟踪。
[0127]此外，本实施例利用高精度GNSS定位结果获取被摄目标和无人机的精确的位置信息，通过简洁的计算方法获取目标与摄像机光轴的精确相对位置关系，并与无人机的传感器信息进行紧耦合，实现对摄像机云台的控制，能够保证进一步提高计算的精确度，实现对目标的跟踪。
[0128]实施例3
[0129]图3示出根据本发明另一实施例的目标跟踪方法的流程示意图。如图3所示，本实施例时以GNSS技术实现拍摄跟踪方法为例进行说明，本实施例中与实施2相同的公式具有相同的含义，在此不再赘述。该目标跟踪方法具体可以包括以下步骤:
[0130]步骤301:GNSS信标接收GNSS信号进行精密定位，获得被摄目标的位置Pt(lont，latt，heit)(通常latt, 1nt单位为度，heit单位为米)。
[0131]步骤302:通信设备将被摄目标的位置进行编码并调制到433MHz无线电信号上进行发射；
[0132]步骤303:云台控制器接收通信设备传来的被摄目标的位置Pt，同时获得机载GNSS接收机及天线传来的无人机位置?11(101111，1&匕，116111)，？*、？11为地理坐标系下的坐标值。然后，以Pt为圆点，以正东向为X轴建立右手坐标系(此时可以假设被摄目标和无人机运动区域为平面而不是椭球面)，该坐标系也可以称为本地笛卡尔坐标系。
[0133]参见上述的式I和式2，在WGS-84坐标系下a = 6378137.0，c = 6356752.3，计算所得IatO = 111183.865，1nO = 111319.491，从而可以得到无人机的位置矢量为A1Uiy1，heiu-heit)，其中:
[0134]Xi= (1nu-1ont )*cos( Iatt )*111319.491 式 1-1，
[0135]yi=(latu-latt)*111183.865 式 2-1，
[0136]上式中的参数也可以采用与WGS-84标准类似的其他标准例如西安54、北京84、CGCS2000等，采用不同标准计算出的数值可能稍有不同，本发明不限定具体计算标准。
[0137]步骤304:云台控制器获得姿态传感器测得的飞行器姿态Attiu(Pitchu,RolIu,Yawu)，可以由机载GNSS接收机及天线模块中天线相位中心到云台运动中心的方向矢量在飞行器坐标系下的表示:dA(dx，dy，dz)(由飞行器上安装位置决定)，则该方向矢量在步骤303中建立的坐标系中可以表示为:dA’ (dx，，dy’，dz’)，其中dA’ (dx，，dy’，dz’)的计算方法可以参见实施例2的式3。
[0138]步骤305:由步骤303所得A1和步骤304所得dA’可以计算出被摄目标到云台运动中心方向矢量，即云台运动中心位置矢量为A2 = (X2，y2，Z2) = (Ai+dA’)，进一步可以计算出该方向矢量在机体坐标系下所表示的目标姿态信息Attic(Pitch。，RolIc,Yawc) = (arcsin(X2/IA21)，arcsin(y2/IA21)，arcsin(Z2/IA21 ))。
[0139]步骤306:根据步骤305所得Attic和步骤304中Attiu可以得出三轴云台目标控制量Output = (Pitchc-Pitchu，RoI