天线的相位中心在地心坐标系的坐标。
[0041] 作为一种目标跟踪方法的可实施方式，所述根据所述目标方位角及所述目标姿态 角计算所述相机的预测姿态，包括以下步骤：
[0042] 将所述相机投影中心三维空间坐标转换成地理坐标；
[0043] 将所述目标三维空间坐标转换成相对所述相机投影中心的站心坐标；
[0044] 根据所述站心坐标构造相机的相机姿态矩阵。
[0045] 作为一种目标跟踪方法的可实施方式，通过惯性测量单元的参数调整所述相机的 姿态；
[0046] 在调整所述相机的姿态到所述预测姿态之前还包括以下步骤：
[0047] 获取所述惯性测量单元与所述相机之间的安置角误差，并根据所述安置角误差及 所述相机姿态矩阵计算得到所述惯性测量单元的姿态矩阵；
[0048] 求解所述姿态矩阵得到所述惯性测量单元的横滚角、俯仰角及航向角。
[0049] 作为一种目标跟踪方法的可实施方式，使用公式：0·/^ = 7：;(< ·?),将所述 相机投影中心三维空间坐标转换成地理坐标；其中，（b，l，h)为相机投影中心的大地坐标， Ld为所述相机投影中心三维空间坐标转为大地坐标的转换函数，（.<,/，<)为所述相机投
[0050] 使用公式： 将所述目标三维空间坐标 影中心在地心坐标系中的投影中心三维空间坐标；
.，： 转换成相对所述相机投影中心的站心坐标；其中，
.V丨为目标在以相机投 影中心为原点的站心坐标系中的坐标，[af ^ 为目标点在地心坐标系中的目标三 维空间坐标；
[0053] 构造的相机姿态矩阵如下：
[0058] 所述惯性测量单元与所述相机之间的安置角误差为ΛΓ，Λρ，Ah， 所述安置角误差构成的从像空间坐标系到惯性测量单元本体坐 标系的旋转矩阵为：
，
所述惯性测量单元的姿态矩阵为： ，且 .5: CN 105184776 A 说明书 6/13 页
[0059] 对所述惯性测量单元的姿态矩阵进行反算，得到惯性测量单元的横滚角^、俯 仰角口:及航向角h p
[0060] 作为一种目标跟踪方法的可实施方式，在所述曝光位置对所述目标进行拍照后， 还包括以下步骤：
[0061] 查询任务列表中是否有下一目标需要跟踪，若是，则继续获取下一目标的新目标 三维空间坐标；若否，则结束目标跟踪。
[0062] 作为一种目标跟踪方法的可实施方式，所述相机对所述目标进行拍照过程中所述 载荷保持所述预测姿态不变。
[0063] 本发明的有益效果包括：本发明提供的目标跟踪方法，获取目标的三维空间坐标 及载荷的三维空间坐标之后，预测相机的曝光位置，并计算预测的相机投影中心三维空间 坐标，并以所述相机投影中心的三维空间坐标为基准，计算目标的方位角、俯仰角，从而根 据目标的方位角和俯仰角预测相机的预测姿态，并提前调整好相机的预测姿态。保证相机 在曝光过程中保持姿态稳定，使拍摄图像清晰。且相机的姿态角与目标的相对应，能够更好 的保证目标在相机所拍摄图像的中间位置。本方法能够对静态目标进行有效的跟踪。
【附图说明】
[0064] 图1为本发明一种目标跟踪方法的一具体实施例的流程图；
[0065] 图2为本发明一种目标跟踪方法的一具体实施例实施过程中硬件之间相互关系 不意图；
[0066] 图3为本发明一种目标跟踪方法的一具体实施例中吊舱结构示意图；
[0067] 图4为本发明一种目标跟踪方法应用在电力巡检中抽样图片水平方向偏差分析 结果图；
[0068] 图5为本发明一种目标跟踪方法应用在电力巡检中抽样图片垂直方向偏差分析 结果图。
【具体实施方式】
[0069] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的 目标跟踪方法的【具体实施方式】进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解 释本发明，并不用于限定本发明。
[0070] 本发明一实施例的目标跟踪方法，如图1所示，包括以下步骤；
[0071] S100,获取待跟踪目标的高精度目标三维空间坐标。
[0072] 需要说明的是，本方法主要是应用在使用无人机对地面目标进行跟踪和拍摄。无 人机中设置有相机及定位系统。且为了灵活的调整相机的拍照角度，一般在无人飞机的底 部或者侧面设置一个吊舱，将拍照用的相机安装在吊舱中。
[0073] 而目标三维空间坐标一般是事先通过机载激光雷达等技术获取，并进行存储。在 进行目标跟踪时，可直接调取已经存储的目标的数据进行跟踪。当然，进行目标跟踪的无人 机可实时通过通讯设备获取所要跟踪目标的目标三维空间坐标。也可事先将要跟踪的目标 以任务列表的方式存储到无人机跟踪系统中，从而在进行目标跟踪时，可直接从内部调取 所述目标三维空间坐标。
[0074] 获取了目标三维空间坐标后，继续执行步骤S200,利用高精度定位定姿系统 (Positioning and Orientation System, P0S)获取载荷的高精度载荷三维空间坐标。采 用高精度定位定姿系统能够实时精确确定载荷的具体位置。
[0075] S300,根据所述载荷的移动速度以及所述高精度定位定姿系统中的GNSS (Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统）天线与相机之间的几何位置关系，计 算所述相机投影中心三维空间坐标。为了保证目标在拍摄图像的中心位置，需要对相机的 曝光位置进行预测，并计算相机投影中心三维空间坐标。其中，步骤S200获取的高精度载 荷三维空间坐标即为全球卫星导航系统接收机天线的相位中心的坐标。
[0076] S400,根据所述相机投影中心三维空间坐标及所述目标三维空间坐标计算所述目 标的目标方位角及目标姿态角。步骤S300得到相机投影中心的投影中心三维空间坐标后， 以相机的投影中心为参考，计算目标方位角和目标姿态角。
[0077] S500,根据所述目标方位角及所述目标姿态角计算所述相机的预测姿态。此步骤 即为将载荷或者说相机的方向对准目标，从而使目标能够更准确的出现在拍摄图像的中 心。
[0078] S600,调整所述相机的姿态到所述预测姿态。确定了拍照时相机需要处在的预测 姿态后，载荷需要对相机的姿态进行调整，此时，若相机安装在吊舱中，可通过伺服系统调 整吊舱整体的姿态达到调整相机姿态的目的。
[0079] 更佳地，在吊舱中设置惯性测量单元，载荷中的伺服系统能够通过获取惯性测量 单元的参数对吊舱进行相应的调整，直至惯性测量单元输出的参数满足所需要求。
[0080] S700,在所述曝光位置对所述目标进行拍照。
[0081] 本发明实施例的目标跟踪方法，获取目标的三维空间坐标及载荷的三维空间坐标 之后，预测相机的曝光位置，并计算相机投影中心的坐标，并以所述相机投影中心的三维空 间坐标为基准，计算目标的方位角、俯仰角，从而根据目标的方位角和俯仰角预测相机的预 测姿态。并对相机的姿态进行预测，提前调整好相机的预测姿态，保证相机在曝光过程中目 标落在相机视场的中间位置，且能够保持姿态稳定，使拍摄图像清晰。
[0082] 作为一种可实施方式，所述利用高精度定位定姿系统获取载荷的载荷三维空间坐 标，包括以下步骤：
[0083] S210,在距地面测控站预设距离范围内利用差分GNSS、CORS (Continuously Operating Reference Stations,连续运行卫星定位服务综合系统）或者精密单点定位技 术精确测量基站点的坐标。
[0084] 如图2所示，S220,在所述基站点架设RTK(Real-time kinematic,实时动态控制 系统）基站，实时播发差分定位信号，并通过数据链路保持所述RTK基站002与载荷（无人 直升机）001之间差分定位信号的畅通。
[0085] 其中，RTK基站与无人机之间的通讯可通过无人机测控移动方舱003实现。
[0086] S230,载荷中的高精度定位定姿系统接收所述差分定位信号，并进行位置及姿态 的组合解算，输出组合解算后的高精度位置及姿态数据。
[0087] S240,所述载荷控制系统对接收的所述高精度位置及姿态数据进行误差补偿校 正，及GNSS天线偏心分量改正，得到最终的载荷三维空间坐标的定位结果。
[0088] 为了保证实时跟踪效果，在载荷实时坐标解算过程中，载荷中的POS系统接收 GNSS差分信号并参与位置及姿态的组合解算，并输出组合解算的高频率（大于50Hz)、高精 度位置及姿态数据（三维坐标位置精度优于〇. 3m、姿态精度优于0. Γ )，传感器控制系统 对接收的组合定位定姿数据进行实时动态位置改正得到载荷三维坐标定位结果，当定位结 果与当前任务的目标位置间的差异达到指定阈值范围、且稳定平台的姿态与当前任务点规 划的目标姿