CN112544065A - 云台的控制方法和云台 - Google Patents
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Abstract
一种云台的控制方法和云台,云台搭载在基座上,云台上搭载有拍摄装置,云台被配置为绕至少二个轴转动,所述方法包括:在云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对姿态控制量进行转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量;根据第一目标欧拉角分量和拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定拍摄装置的目标欧拉角,第二目标欧拉角分量为根据基座的实时检测姿态确定;根据目标欧拉角,控制云台转动;当云台处于FPV跟随模式时,至少两个轴的姿态跟随基座的姿态变化而变化。本申请在控制云台转动时,拍摄装置的画面绕世界坐标系转动,画面更符合用户预期。
Description
技术领域
本申请涉及云台领域,尤其涉及一种云台的控制方法和云台。
背景技术
现有云台在第一人称主视角FPV(First Person View)跟随模式下,因功能设计定义不周或因技术限制,要么没有实现摇杆控制,要么在关节坐标系上实现摇杆控制,没法满足不同应用场景的需求、没法充分发挥各种控制装置的不同特性、不便于操作者实现画面方向的控制。
发明内容
本申请提供一种云台的控制方法和云台。
根据本申请的第一方面,提供一种云台的控制方法,所述云台搭载在基座上,所述云台上搭载有拍摄装置,所述云台被配置为绕至少二个轴转动,所述方法包括:
在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到所述云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对所述姿态控制量进行转换得到所述拍摄装置的第一目标欧拉角分量;
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定;
根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动;
其中,当所述云台处于所述FPV跟随模式时,所述至少两个轴的姿态跟随所述基座的姿态变化而变化。
根据本申请的第二方面,提供一种云台,所述云台包括:
基座;
设置于所述基座上的轴组件,所述轴组件用于搭载拍摄装置,所述轴组件被配置为绕至少二个轴转动;和
控制器,所述控制器与所述云台电连接,所述控制器用于:
在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到所述云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对所述姿态控制量进行转换得到所述拍摄装置的第一目标欧拉角分量;
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定;
根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动;
其中,当所述云台处于所述FPV跟随模式时,所述至少两个轴的姿态跟随所述基座的姿态变化而变化。
根据本申请实施例提供的技术方案,在云台处于FPV跟随模式下,根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对控制装置发送的姿态控制量进行转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量,再根据第一目标欧拉角分量和根据基座的实时检测姿态确定的第二目标欧拉角分量确定拍摄装置的目标欧拉角,根据目标欧拉角控制云台转动,用户在控制云台转动时,拍摄装置的画面绕世界坐标系转动,画面转动方向更符合用户要求,画面更符合用户预期。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中的云台的立体图;
图2是本申请一实施例中的云台的控制方法的方法流程示意图;
图3是图1所示的手持云台正立放置时的立体图;
图4A是本申请一实施例中的拍摄装置以水平取向拍摄时的示意图;
图4B是本申请一实施例中的拍摄装置以竖直取向拍摄时的示意图;
图5是本申请一实施例中的根据目标欧拉角,控制云台转动的一种实现方式流程示意图;
图6是本申请一实施例中的预设插值策略的示意图;
图7是本申请一实施例中的云台的控制方法的方法流程示意图;
图8是本申请一实施例中的云台的结构框图。
具体实施方式
现有云台在第一人称主视角FPV(First Person View)跟随模式下,可以在关节坐标系上实现摇杆控制,如控制装置为遥控器时,遥感器打杆产生的杆量可能对应一个关节角转动,云台对应控制一个关节角,其他关节角不受影响,拍摄装置拍摄的画面绕关节坐标系转动,画面可能不满足用户预期,因此,这种在关节坐标系上实现摇杆控制的方式不便于操作者实现画面方向的控制。其中,在关节坐标系下,云台各轴进行单独动作。
对于此,本申请在云台处于FPV跟随模式下,根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对控制装置发送的姿态控制量进行转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量,再根据第一目标欧拉角分量和根据基座的实时检测姿态确定的第二目标欧拉角分量确定拍摄装置的目标欧拉角,根据目标欧拉角控制云台转动,用户在控制云台转动时,拍摄装置的画面绕世界坐标系转动,画面转动方向更符合用户要求,画面更符合用户预期。例如,在云台为三轴的手持云台时,假设此时手持云台的手柄倾斜,若需要通过控制装置控制手持云台上的相应轴臂绕偏航轴转动,则在相应的姿态控制量若只转换为一个关节角时,此时,可以驱动俯仰电机转动,而横滚电机以及偏航电机不会转动,由于拍摄装置围绕机体坐标系转动,拍摄画面的变化将会比较生硬、突兀,而在相应的姿态控制量转换为相应的一个欧拉角时,此时,不仅可以驱动俯仰电机转动,横滚电机以及偏航电机也可能为转动,由于拍摄装置围绕世界坐标系转动,将会达到用户期望的偏航变化,拍摄画面的变化也将会比较平滑、衔接性强。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
本申请实施例的云台搭载在基座上,云台上搭载有拍摄装置,云台被配置为绕至少二个轴转动。本申请实施例中,基座倾斜时,拍摄装置可以通过云台的控制绕世界坐标系旋转。该拍摄装置可以为摄像机、单反、微单、运动相机、智能手机等拍摄装置。
其中,云台被配置为绕至少二个轴转动。本实施例的云台可以被配置为绕两个轴转动,也可以被配置为绕三个轴或三个以上的轴转动。例如,在一些实施例中,云台被配置为绕两个轴转动,两个轴包括偏航轴和俯仰轴。在另外一些实施例中,云台被配置为绕三个轴转动,三个轴包括偏航轴、俯仰轴和横滚轴。
本申请实施例的云台可以为手持云台,也可以为机载云台,机载云台可以搭载在可移动平台上,该可移动平台可以为无人机、无人车、移动机器人等。
示例性的,请参见图1,云台为手持云台,且云台为三轴云台,本实施例的云台被配置为绕偏航轴、俯仰轴和横滚轴转动。手持云台可包括外框架11、中框架12和内框架,外框架11被配置为绕偏航轴转动,中框架12被配置为绕横滚轴转动,内框架被配置为绕俯仰轴转动,且内框架用于搭载拍摄装置2。其中,外框架11包括偏航轴轴臂,且由偏航轴电机驱动,中框架12包括横滚轴轴臂,且由横滚轴电机驱动,内框架包括俯仰轴轴臂,且由俯仰轴电机驱动。
下面将阐述本申请实施例的云台的控制方法的具体实现过程。
图2是本申请一实施例中的云台的控制方法的方法流程示意图;请参见图2,本申请实施例的云台的控制方法可以包括如下步骤:
S201:在云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对姿态控制量进行转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量,其中,当云台处于FPV跟随模式时,至少两个轴的姿态跟随基座的姿态变化而变化;
示例性的,以云台被配置为绕航向轴、横滚轴和俯仰轴转动为例,在拍摄装置处于FPV跟随模式下,航向轴、横滚轴和俯仰轴均为follow模式。另外,在拍摄装置处于普通跟随模式下时,横滚轴为自由free模式,横滚轴用于增稳,俯仰轴和/或偏航轴为follow模式。其中,在free模式下,云台的基座运动,云台的对应轴臂不转动。在follow模式下,对应轴跟随云台的基座运动而运动。
控制装置可以为手机、平板电脑等可移动终端,也可以为固定终端,还可以为遥控器或其他能够控制转动结构的装置,还可以集成在云台的手柄上。示例性的,控制装置为遥控器,姿态控制量根据用户操作遥控器的摇杆产生的杆量确定。
本申请实施例中,步骤S201是根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对姿态控制量直接转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量,但姿态控制量到第一目标欧拉角分量之间的转换并不是简单的对应关系。本实施例的转换可以包括云台转动的欧拉角速度的转换,或云台转动的欧拉角大小的转换。例如,在一些实施例中,转换为云台转动的欧拉角速度的转换,第一目标欧拉角分量即为欧拉角速度。在另外一些实施例中,转换为云台转动的欧拉角大小的转换,第一目标欧拉角分量即为欧拉角大小。
本申请实施例中,拍摄装置的欧拉角旋转顺序需要根据拍摄装置的拍摄取向确定。
以云台被配置为绕三个轴转动为例,示例性的,拍摄装置的欧拉角对应第一轴、第二轴、第三轴的旋转,其中,第一轴平行于拍摄装置的光轴方向,第一轴、第二轴、第三轴分别正交。第一轴的方向、第二轴的方向和第三轴的方向是根据拍摄装置的放置方向和光轴方向确定的,示例性的,在拍摄装置以水平取向放置、且拍摄装置的光轴平行于水平面时,第三轴为竖直方向,第一轴、第二轴均平行于水平面。
本文中,第一轴对应横滚轴,第二轴对应俯仰轴,第三轴对应偏航轴,为方便描述,第一轴、第二轴、第三轴分别用X、Y、Z表示。
在一些实施例中,拍摄装置处于水平取向拍摄模式,拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴,或第二轴、第一轴、第三轴。进一步地,根据云台的构型确定切换后的控制指令对应的拍摄装置的欧拉角旋转顺序是上述欧拉角旋转顺序中的哪一种。可选地,在云台为ZXY构型时,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴。可选地,在云台为YXZ构型时,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第三轴。
其中,当拍摄装置处于水平取向拍摄模式时,姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量为基于欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,姿态控制量中用于控制云台绕俯仰轴转动的分量为基于欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量为基于欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。示例性的,云台为ZXY构型,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:Z、X、Y,对姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕Z转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕俯仰轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕Y转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕X转动的欧拉角速度或欧拉角大小。又如,云台为YXZ构型,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:Y、X、Z,对姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕Z转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕俯仰轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕Y转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕X转动的欧拉角速度或欧拉角大小。
在一些实施例中,拍摄装置处于竖直取向拍摄模式,拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,或第三轴、第一轴、第三轴。进一步地,根据云台的构型确定切换后的控制指令对应的拍摄装置的欧拉角旋转顺序是上述欧拉角旋转顺序中的哪一种,可选地,在云台为ZXY构型时,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴。可选地,在云台为YXZ构型时,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴。
其中,当拍摄装置处于竖直取向拍摄模式时,若拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,则姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量以及用于控制云台绕俯仰轴转动的分量,为基于欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量为基于欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。本实施例中,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:Y、X、Y,对姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕首个Y转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕俯仰轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕第二个Y转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕X转动的欧拉角速度或欧拉角大小。
当拍摄装置处于竖直取向拍摄模式时,若拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴,姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量,以及用于控制云台绕俯仰轴转动的分量,为基于欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量为基于欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。本实施例中,拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:Z、X、Z,对姿态控制量中用于控制云台绕航向轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕首个Z转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕俯仰轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕第二个Z转动的欧拉角速度或欧拉角大小;对姿态控制量中用于控制云台绕横滚轴转动的分量进行转换,得到拍摄装置的欧拉角旋转顺序中绕X转动的欧拉角速度或欧拉角大小。
以三轴云台、且云台被配置为绕偏航轴、俯仰轴和横滚轴转动为例来说明ZXY构型的云台和YXZ构型的云台。对于ZXY构型的云台,当云台正立放置、且外框架、中框架和内框架的关节角均为0度时,外框架绕偏航轴转动,中框架绕横滚轴,内框架绕俯仰轴转动。对于YXZ构型的云台,当云台正立放置、且外框架、中框架和内框架的关节角均为0度时,外框架绕俯仰轴转动,中框架绕横滚轴,内框架绕偏航轴转动。
示例性的,沿用上述手持云台的实施例,请参见图3,手持云台还包括手柄3和设于手柄3正面的屏幕4和按键(未标出)等。手持云台正立放置时,屏幕4朝向用户,拍摄装置的镜头背对用户,如图3所示,为手持云台正立放置的状态图。图3所示的手持云台即为ZXY构型的云台。
需要说明的是,水平取向拍摄也可以称作横拍,竖直取向拍摄也可以称作竖拍。
其中,拍摄装置以水平取向拍摄是指拍摄装置在云台支架上水平安装,以便于拍摄出相对于水平面水平的画面,对于给定画面长宽比的,以拍摄装置为手机为例,请参见图4A,10为水平面,20为画面的长边,30为画面的短边,将画面的长边20方向旋转到水平方向(即画面的长边20平行于水平面10)进行拍摄,即为拍摄装置以水平取向拍摄。拍摄装置以竖直取向拍摄是指拍摄装置在云台支架上竖直安装,以便于拍摄出相对于水平面竖直的画面,沿用上述拍摄装置为手机的实施例,请参见图4B,将画面的长边20方向旋转到竖直方向(即画面的长边20垂直于水平面)进行拍摄,即为拍摄装置以竖直取向拍摄。当然,横拍和竖拍的示例性定义也可以与上述说明完全相反。
S202:根据第一目标欧拉角分量和拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定拍摄装置的目标欧拉角,第二目标欧拉角分量为根据基座的实时检测姿态确定;
本实施例中,在云台处于FPV跟随模式下,云台既由控制装置控制,又跟随基座的姿态。应当理解地,在云台处于FPV跟随模式下,当控制装置未输入姿态控制量,且云台也不处于控制装置的控制下时,拍摄装置的姿态仅跟随基座的姿态变化而变化,也即,步骤S201省略,步骤S202中的目标欧拉角根据第二目标欧拉角分量确定。另外,在拍摄装置仅跟随基座的姿态时,若拍摄装置的当前姿态和云台的基座的实时检测姿态的偏差小于或等于预设偏差阈值,则无需控制拍摄装置的姿态;若拍摄装置的当前姿态和云台的基座的实时检测姿态的偏差大于预设偏差阈值,则控制拍摄装置的姿态以跟随基座的姿态。
本实施例中,在云台处于FPV跟随模式下,控制装置控制云台的优先级高于云台跟随基座的姿态的优先级,也即,当获取到控制装置发送的姿态控制量时,云台既由控制装置控制,又跟随基座的姿态。
其中,根据第一目标欧拉角分量和拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定拍摄装置的目标欧拉角的实现过程可以包括:根据第一目标欧拉角分量和拍摄装置的第二目标欧拉角分量之和,确定拍摄装置的目标欧拉角。可选地,目标欧拉角=(第一目标欧拉角分量+第二目标欧拉角分量)。
基座的实时检测姿态可以采用基座的实时姿态四元数来表征,也可以采用基座的实时姿态欧拉角来表征。
在一些实施例中,基座的实时检测姿态的获取方式可以包括:获取拍摄装置的实时姿态四元数;根据拍摄装置的实时姿态四元数,确定基座的实时姿态四元数,基座的实时姿态四元数用于表征基座的实时检测姿态。其中,拍摄装置的实时姿态四元数可以通过拍摄装置上设置的惯性测量单元(IMU,Inertial measurement unit)检测获得。当然,IMU也可以设置于云台的内框架上。进一步地,以手持云台为例来说明如何根据拍摄装置的实时姿态四元数,确定基座的实时姿态四元数。基座为手持云台的手柄,本实施例的手持云台还包括加速度计,该加速度计用于检测拍摄装置的实时姿态四元数qmesa。手柄的实时姿态四元数是根据拍摄装置的实时姿态四元数和云台关节角确定的,以手持云台为ZXY构型的三轴云台为例,云台关节角包括偏航关节角joint_yaw、横滚关节角joint_roll和俯仰关节角joint_pitch,各关节角即为对应轴电机的关节角。根据轴角转换公式得到q_yaw、q_roll和q_pitch,q_yaw、q_roll和q_pitch的共轭或逆分别为q_yaw_inv、q_roll_inv和q_pitch_inv。手柄的实时姿态四元数qhandle的计算公式如下:
qhandle=qmesa*q_pitch_inv*q_roll_inv*q_yaw_inv (1);
其中,joint表示关节角,q表示四元数。
在另一些实施例中,在基座上设置惯性测量单元,通过基座上的惯性测量单元检测获得基座的实时检测姿态。
在一些实施例中,第二目标欧拉角分量为根据基座的实时检测姿态确定的实现过程可以包括:第二目标欧拉角分量为根据基座的实时检测姿态以及拍摄装置与基座之间的预设姿态偏差确定。示例性的,通过上述公式(1)得到基座的实时姿态四元数,预设姿态偏差也采用四元数表征,即预设姿态四元数偏差offset,第二目标欧拉角分量对应的目标姿态四元数分量为根据基座的实时姿态四元数和offset的乘积确定,再根据第二目标欧拉角分量对应的目标姿态四元数分量确定第二目标欧拉角分量。可选地,第二目标欧拉角分量对应的目标姿态四元数分量=基座的实时姿态四元数*offset。
预设姿态偏差的大小可以根据需要设置,可选地,预设姿态偏差为云台进入FPV跟随模式时,拍摄装置与基座之间的姿态偏差;当然,预设姿态偏差也可以为其他设定的姿态偏差。
S203:根据目标欧拉角,控制云台转动。
图5是本申请一实施例中的根据目标欧拉角,控制云台转动的一种实现方式流程示意图;请参见图5,根据目标欧拉角,控制云台转动的实现过程可以包括:
S501:根据目标欧拉角,确定拍摄装置的目标姿态四元数;
示例性的,以ZXY构型的云台为例,拍摄装置处于水平取向拍摄模式,拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:Z、X、Y,欧拉角到四元数的转换公式如下:
其中,q为转换出来的四元数,Inn_Y、Mid_X、Out_Z分别为对应的ZXY旋转顺序的欧拉角大小。
根据上述公式(2),即可将目标欧拉角转换成目标姿态四元数。
S502:根据目标姿态四元数,确定云台的关节角;
该步骤中,根据目标姿态四元数和拍摄装置的当前姿态对应的姿态四元数,确定云台的目标关节角,具体地,根据目标姿态四元数和拍摄装置的当前姿态对应的姿态四元数,确定四元数姿态偏差;根据四元数姿态偏差,确定云台的目标关节角。其中,四元数姿态偏差为根据目标姿态四元数减去拍摄装置的当前姿态对应的姿态四元数获得的差值确定,可选地,四元数姿态偏差=(目标姿态四元数-拍摄装置的当前姿态对应的姿态四元数)。
另外,在根据四元数姿态偏差,确定云台的目标关节角时,具体地,根据四元数姿态偏差以及雅克比逆矩阵,确定云台的目标关节角。以云台被配置为绕航向轴、横滚轴和俯仰轴转动为例,目标关节角包括航向电机对应的关节角、横滚电机对应的关节角以及俯仰电机对应的关节角,其中,航向电机用于控制云台绕航向轴转动,横滚电机用于控制云台绕横滚轴转动,俯仰电机用于控制云台绕俯仰轴转动。
可选地,拍摄装置的当前姿态四元数不同于目标姿态四元数,S502的实现过程可以包括但不限于如下步骤:
(1)、根据当前姿态四元数、目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于当前姿态四元数和目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数;
预设插值策略可以根据需要选择,在一些实施例中,根据当前姿态四元数、目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于当前姿态四元数和目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数的实现过程可以包括:根据当前姿态四元数、目标姿态四元数和至少一个时间变化参数,确定位于当前姿态四元数和目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数。其中,至少一个时间变化参数和至少一个中间姿态四元数一一对应。可选地,时间变化参数包括多个,由当前姿态四元数至目标姿态四元数的姿态切换方向,多个中间姿态四元数对应的时间变化参数呈递增趋势。
假设当前姿态四元数表示为q0,目标姿态四元数表示为q1,在当前姿态四元数q0和目标姿态四元数q1之间,采用四元数平滑插值算法slerp,如以下计算公式计算中间姿态四元数qt:
公式(3)中,t为0到1之间变化的时间参数,ω为方向q0至q1之间的角度差,如图6所示。可以理解,t也可以为0到1之外的时间参数,其表示当前姿态四元数q0变化到目标姿态四元数q1的时间,可以通过归一化的表达方式而转换为0到1之间的时间变化参数。
可选地,位置相邻的姿态四元数的四元数姿态偏差大小相等;可选地,位置相邻的姿态四元数的四元数姿态偏差的大小也可以不相等。
(2)、根据当前姿态四元数、至少一个中间姿态四元数以及目标姿态四元数,确定云台的目标关节角。
具体地,根据各相邻姿态四元数以及拍摄装置的欧拉角旋转顺序,确定对应的关节角;再根据各相邻姿态对应的关节角,由当前姿态四元数至目标姿态四元数的切换方向,依次控制云台转动,以控制拍摄装置平滑地转动。
通过插值方式,在当前姿态四元数和目标姿态四元数之间插入至少一个中间姿态四元数,根据相邻姿态对应的四元数,确定相邻姿态对应的四元数姿态偏差,再根据相邻姿态对应的四元数姿态偏差,确定相邻姿态对应的关节角,再根据各相邻姿态对应的关节角,由当前姿态至目标姿态的切换方向,依次控制云台转动,使得拍摄装置平滑地转动。
S503:根据云台的关节角,控制云台转动。
其中,当目标关节角包括航向电机对应的关节角、横滚电机对应的关节角以及俯仰电机对应的关节角时,S503的实现过程可以包括:控制航向电机转动航向电机对应的关节角大小,控制横滚电机转动横滚电机对应的关节角大小,并控制俯仰电机转动俯仰电机对应的关节角大小。
另外,在云台处于普通跟随模式下,若控制云台回中或自拍,云台是在关节坐标系是实现回中或自拍控制,云台不能回到一个水平的中位作为拍摄装置的拍摄起点,不便于云台操作者以手柄倾斜、水平、倒挂的姿态握持,进而无法以自身喜欢、最省力、最有利于拍摄的姿势握持,以便于在正立的场景稍微倾斜基座更好地发挥增稳性能、在手电筒(基座由正立切换为向前或向后翻转90度)拍摄的场景水平握持更舒适地、在低机位倒挂握持,甚至不能在FPV模式实现自拍。比如,在云台处于普通跟随模式下,若基座倾斜,云台回中后,拍摄装置拍摄的可能为地面,若通过摇杆控制拍摄装置的姿态,使得拍摄装置的特定平面平行于水平面,且拍摄装置的镜头朝向前方,会比较费力。
对于此,在一些实施例中,在云台处于FPV跟随模式下,可以一键式控制云台切换至预设目标姿态,该预设目标姿态可以包括云台回中时的姿态或云台的俯仰关节角为0度(自拍),云台在世界坐标系实现回中或自拍控制,云台能够回到一个水平的中位作为拍摄装置的拍摄起点,便于操作者以手柄倾斜、水平、倒挂的姿态握持,以便于在正立的场景稍微倾斜基座更好地发挥增稳性能、在手电筒(基座由正立切换为向前或向后翻转90度)拍摄的场景水平握持更舒适地、在低机位倒挂握持,有利于在FPV模式实现自拍。具体地,请参见图7,云台的控制方法还可以包括如下步骤:
S701:在云台处于FPV跟随模式下,获取到指示云台切换至预设目标姿态的第一触发指令;
S702:根据第一触发指令,控制云台切换至预设目标姿态。
通过步骤S701和步骤S702,实现了云台处于FPV跟随模式下,一键式控制云台切换至预设目标姿态,便于云台操作者以自身喜欢、最省力、最有利于拍摄的姿势握持。
预设目标姿态可以根据需要设定,本实施例中,预设目标姿态可以包括云台回中时的姿态、云台的俯仰关节角为0度(自拍)等。
在一些实施例中,预设目标姿态为云台回中时的姿态,本实施例中,云台回中时,拍摄装置的坐标系中的特定平面平行于水平面,拍摄装置的光轴方向平行于特定平面。进一步地,云台回中时,拍摄装置的镜头朝向前方(即拍摄装置的镜头背对用户)。本实施例中,当拍摄装置正立放置时,拍摄装置的镜头背对用户,拍摄装置的光轴方向平行于水平面,特定平面也平行于水平面。
在另一些实施例中,预设目标姿态为云台的俯仰关节角为0度,此时,云台处于自拍模式,云台的俯仰关节角为0度时,拍摄装置的镜头朝向用户且镜头比较容易对准用户。以云台为手持云台为例,云台的俯仰关节角为0度时,若手柄竖直放置,拍摄装置的坐标系中的特定平面与手柄的中轴线(即手柄长度方向的中轴线)垂直;应当理解的是,若手柄倾斜放置,拍摄装置的坐标系中的特定平面与手柄的中轴线垂直不成立。
第一触发指令的产生方式可以包括多种,例如,在其中一些实施例中,云台包括基座和设于基座上的控制部,第一触发指令由用户触发控制部产生。控制部可以包括按键、按钮、旋钮或上述组合。本实施例的控制部可以包括一个,也可以包括多个。当云台为手持云台时,手持云台可以包括手柄,控制部可以设于手柄上。在另一些实施例中,第一触发指令由用户操作外部设备产生,并由外部设备发送。该外部设备能够与云台进行通信,外部设备可以包括手机、平板电脑等可移动终端,也可以为固定终端,还可以为遥控器或其他云台的控制装置。
另外,云台的控制方法还可以包括:在云台处于FPV跟随模式下,获取基座的实时姿态四元数之前,若获取到指示云台进入FPV跟随模式的第二触发指令,则根据第二触发指令,控制云台进入FPV跟随模式。也即,在执行S201之前,需要触发云台进入FPV跟随模式。
第二触发指令的产生方式可以包括多种,例如,在其中一些实施例中,云台包括基座和设于基座上的第二控制部,第二触发指令由用户触发第二控制部产生。控制部可以包括按键、按钮、旋钮或上述组合。本实施例的控制部可以包括一个,也可以包括多个。当云台为手持云台时,手持云台可以包括手柄,控制部可以设于手柄上。在另一些实施例中,第二触发指令由用户操作外部设备产生,并由外部设备发送。该外部设备能够与云台进行通信,外部设备可以包括手机、平板电脑等可移动终端,也可以为固定终端,还可以为遥控器或其他云台的控制装置。
对应于上述实施例的云台的控制方法,本申请实施例还提供一种云台,请结合图1和图8,该云台包括基座、轴组件和控制器。其中,轴组件设置于基座上,并且,轴组件用于搭载拍摄装置。本实施例的轴组件被配置为绕至少二个轴转动,可选地,轴组件被配置为绕偏航轴、俯仰轴和横滚轴转动;可选地,轴组件被配置为绕偏航轴和俯仰轴转动。控制器与云台电连接,可选地,控制器设于基座。
具体的,控制器用于:在云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对姿态控制量进行转换得到拍摄装置的第一目标欧拉角分量;根据第一目标欧拉角分量和拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定拍摄装置的目标欧拉角,第二目标欧拉角分量为根据基座的实时检测姿态确定;根据目标欧拉角,控制云台转动;其中,当云台处于FPV跟随模式时,至少两个轴的姿态跟随基座的姿态变化而变化。
控制器的实现过程和工作原理可参见上述实施例的云台的控制方法的描述,此处不再赘述。
本实施例的控制器可以是中央处理器(central processing unit,CPU)。控制器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specificintegrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA),通用阵列逻辑(genericarray logic,GAL)或其任意组合。
此外,当云台为手持云台时,基座可以为手持云台的手柄,或设于手持云台的手柄上。
此外,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述实施例的云台的控制方法的步骤。
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的云台的内部存储单元,例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是云台的外部存储设备,例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、SD卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步的,所述计算机可读存储介质还可以既包括云台的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述云台所需的其他程序和数据,还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
以上所揭露的仅为本申请部分实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,因此依本申请权利要求所作的等同变化,仍属本申请所涵盖的范围。
Claims (46)
1.一种云台的控制方法,所述云台搭载在基座上,所述云台上搭载有拍摄装置,所述云台被配置为绕至少二个轴转动,其特征在于,所述方法包括:
在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到所述云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对所述姿态控制量进行转换得到所述拍摄装置的第一目标欧拉角分量;
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定;
根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动;
其中,当所述云台处于所述FPV跟随模式时,所述至少两个轴的姿态跟随所述基座的姿态变化而变化。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述转换包括所述云台转动的欧拉角速度的转换,或,所述云台转动的欧拉角大小的转换。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角,包括:
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量之和,确定所述拍摄装置的目标欧拉角。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动,包括:
根据所述目标欧拉角,确定所述拍摄装置的目标姿态四元数;
根据所述目标姿态四元数,确定所述云台的关节角;
根据所述云台的关节角,控制所述云台转动。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述拍摄装置的当前姿态四元数不同于所述目标姿态四元数,所述根据所述目标姿态四元数,确定所述云台的关节角,包括:
根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数;
根据所述当前姿态四元数、至少一个所述中间姿态四元数以及所述目标姿态四元数,确定所述云台的目标关节角。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数,包括:
根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和至少一个时间变化参数,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数;
其中,至少一个所述时间变化参数和至少一个中间姿态四元数一一对应。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基座的实时检测姿态的获取方式,包括:
获取所述拍摄装置的实时姿态四元数;
根据所述拍摄装置的实时姿态四元数,确定所述基座的实时姿态四元数,所述基座的实时姿态四元数用于表征所述基座的实时检测姿态。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定,包括:
第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态以及所述拍摄装置与所述基座之间的预设姿态偏差确定。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述预设姿态偏差为所述云台进入所述FPV跟随模式时,所述拍摄装置与所述基座之间的姿态偏差。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述拍摄装置处于水平取向拍摄模式时,所述拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴,或第二轴、第一轴、第三轴,所述第一轴平行于所述拍摄装置的光轴方向,所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴分别正交;
其中,所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为ZXY构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为YXZ构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第三轴。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述拍摄装置处于竖直取向拍摄模式时,所述拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,或第三轴、第一轴、第三轴,所述第一轴平行于所述拍摄装置的光轴方向,所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴分别正交;
若所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,则所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量以及用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量,为基于所述欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到;
若所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴,所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量,以及用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量,为基于所述欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为ZXY构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为YXZ构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述云台处于所述FPV跟随模式下,获取到指示所述云台切换至预设目标姿态的第一触发指令;
根据所述第一触发指令,控制所述云台切换至所述预设目标姿态。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述预设目标姿态包括云台回中时的姿态;
其中,所述云台回中时,所述拍摄装置的坐标系中的特定平面平行于水平面,所述拍摄装置的光轴方向平行于所述特定平面。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述预设目标姿态包括所述云台的俯仰关节角为0度。
19.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述云台包括:基座和设于所述基座上的第一控制部,所述第一触发指令由用户触发所述第一控制部产生;或者
所述第一触发指令由用户操作外部设备产生,并由所述外部设备发送。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,获取所述基座的实时姿态四元数之前,还包括:
获取到指示所述云台进入所述FPV跟随模式的第二触发指令;
根据所述第二触发指令,控制所述云台进入所述FPV跟随模式。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述云台包括:基座和设于所述基座上的第二控制部,所述第二触发指令由用户触发所述第二控制部产生;或者
所述第二触发指令由用户操作外部设备产生,并由所述外部设备发送。
22.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述云台被配置为绕两个轴转动,两个所述轴包括偏航轴和俯仰轴。
23.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述云台被配置为绕三个轴转动,三个所述轴包括偏航轴、俯仰轴和横滚轴。
24.一种云台,其特征在于,所述云台包括:
基座;
设置于所述基座上的轴组件,所述轴组件用于搭载拍摄装置,所述轴组件被配置为绕至少二个轴转动;和
控制器,所述控制器与所述云台电连接,所述控制器用于:
在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,若接收到所述云台的控制装置发送的姿态控制量,则根据所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序,对所述姿态控制量进行转换得到所述拍摄装置的第一目标欧拉角分量;
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定;
根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动;
其中,当所述云台处于所述FPV跟随模式时,所述至少两个轴的姿态跟随所述基座的姿态变化而变化。
25.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述转换包括所述云台转动的欧拉角速度的转换,或,所述云台转动的欧拉角大小的转换。
26.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述控制器在根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量,确定所述拍摄装置的目标欧拉角时,具体用于:
根据所述第一目标欧拉角分量和所述拍摄装置的第二目标欧拉角分量之和,确定所述拍摄装置的目标欧拉角。
27.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述控制器在根据所述目标欧拉角,控制所述云台转动时,具体用于:
根据所述目标欧拉角,确定所述拍摄装置的目标姿态四元数;
根据所述目标姿态四元数,确定所述云台的关节角;
根据所述云台的关节角,控制所述云台转动。
28.根据权利要求27所述的云台,其特征在于,所述拍摄装置的当前姿态四元数不同于所述目标姿态四元数,所述控制器在根据所述目标姿态四元数,确定所述云台的关节角时,具体用于:
根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数;
根据所述当前姿态四元数、至少一个所述中间姿态四元数以及所述目标姿态四元数,确定所述云台的目标关节角。
29.根据权利要求28所述的云台,其特征在于,所述控制器在根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和预设插值策略,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数时,具体用于:
根据所述当前姿态四元数、所述目标姿态四元数和至少一个时间变化参数,确定位于所述当前姿态四元数和所述目标姿态四元数之间的至少一个中间姿态四元数;
其中,至少一个所述时间变化参数和至少一个中间姿态四元数一一对应。
30.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述控制器在获取基座的实时检测姿态时,具体用于:
获取所述拍摄装置的实时姿态四元数;
根据所述拍摄装置的实时姿态四元数,确定所述基座的实时姿态四元数,所述基座的实时姿态四元数用于表征所述基座的实时检测姿态。
31.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态确定,包括:
第二目标欧拉角分量为根据所述基座的实时检测姿态以及所述拍摄装置与所述基座之间的预设姿态偏差确定。
32.根据权利要求31所述的云台,其特征在于,所述预设姿态偏差为所述云台进入所述FPV跟随模式时,所述拍摄装置与所述基座之间的姿态偏差。
33.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,当所述拍摄装置处于水平取向拍摄模式时,所述拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴,或第二轴、第一轴、第三轴,所述第一轴平行于所述拍摄装置的光轴方向,所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴分别正交;
其中,所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。
34.根据权利要求33所述的云台,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为ZXY构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第二轴。
35.根据权利要求33所述的云台,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为YXZ构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第三轴。
36.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,当所述拍摄装置处于竖直取向拍摄模式时,所述拍摄装置的欧拉角的旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,或第三轴、第一轴、第三轴,所述第一轴平行于所述拍摄装置的光轴方向,所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴分别正交;
若所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴,则所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量以及用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量,为基于所述欧拉角旋转顺序中的第二轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到;
若所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴,所述姿态控制量中用于控制所述云台绕航向轴转动的分量,以及用于控制所述云台绕俯仰轴转动的分量,为基于所述欧拉角旋转顺序中的第三轴进行转换得到,用于控制所述云台绕横滚轴转动的分量为基于所述欧拉角旋转顺序中的第一轴进行转换得到。
37.根据权利要求36所述的云台,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为ZXY构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第三轴、第一轴、第三轴。
38.根据权利要求36所述的云台,其特征在于,在所述拍摄装置以水平取向放置、且所述拍摄装置的光轴平行于水平面时,所述第三轴为竖直方向;
在所述云台为YXZ构型时,所述拍摄装置的欧拉角旋转顺序为:第二轴、第一轴、第二轴。
39.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述控制器还用于:
在所述云台处于所述FPV跟随模式下,获取到指示所述云台切换至预设目标姿态的第一触发指令;
根据所述第一触发指令,控制所述云台切换至所述预设目标姿态。
40.根据权利要求39所述的云台,其特征在于,所述预设目标姿态包括云台回中时的姿态;
其中,所述云台回中时,所述拍摄装置的坐标系中的特定平面平行于水平面,所述拍摄装置的光轴方向平行于所述特定平面。
41.根据权利要求39所述的云台,其特征在于,所述预设目标姿态包括所述云台的俯仰关节角为0度。
42.根据权利要求39所述的云台,其特征在于,所述云台包括:基座和设于所述基座上的第一控制部,所述第一触发指令由用户触发所述第一控制部产生;或者
所述第一触发指令由用户操作外部设备产生,并由所述外部设备发送。
43.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述控制器在所述云台处于第一人称主视角FPV跟随模式下,获取所述基座的实时姿态四元数之前,还用于:
获取到指示所述云台进入所述FPV跟随模式的第二触发指令;
根据所述第二触发指令,控制所述云台进入所述FPV跟随模式。
44.根据权利要求43所述的云台,其特征在于,所述云台包括:基座和设于所述基座上的第二控制部,所述第二触发指令由用户触发所述第二控制部产生;或者
所述第二触发指令由用户操作外部设备产生,并由所述外部设备发送。
45.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述云台被配置为绕两个轴转动,两个所述轴包括偏航轴和俯仰轴。
46.根据权利要求24所述的云台,其特征在于,所述云台被配置为绕三个轴转动,三个所述轴包括偏航轴、俯仰轴和横滚轴。
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---|---|
CN (1) | CN112544065A (zh) |
WO (1) | WO2021134644A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113329181A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-31 | 厦门四信通信科技有限公司 | 一种摄像头的角度切换方法、装置、设备和存储介质 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114967716B (zh) * | 2022-04-02 | 2024-05-03 | 中国人民解放军海军航空大学 | 一种基于四元数球面线性插值的固定翼飞机姿态控制方法 |
CN116000925A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-04-25 | 北京纳通医用机器人科技有限公司 | 机械臂跟踪方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150234387A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Accenture Global Services Limited | Unmanned vehicle (uv) control system |
CN108234871A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-29 | 深圳市秦墨科技有限公司 | 一种基于云台的控制方法、装置及电子设备 |
CN108259703A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-07-06 | 深圳市秦墨科技有限公司 | 一种云台的跟拍控制方法、装置及云台 |
CN110337560A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-10-15 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 云台的控制方法、云台、拍摄设备及可读存储介质 |
CN110431507A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-11-08 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种云台控制方法及云台 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007095950A1 (en) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Stobbe Tech Holding A/S | Remote controlled pan-tilt-angle device for supporting and exact positioning of optical equipment |
CN106814754A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-09 | 东莞松山湖国际机器人研究院有限公司 | 一种三轴云台、拍摄机器人及控制方法 |
CN108521814B (zh) * | 2017-09-12 | 2021-10-15 | 深圳市大疆灵眸科技有限公司 | 云台的控制方法、控制器和云台 |
CN108762324A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-06 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 云台电机角度和角速度估算方法、装置、云台及飞行器 |
CN109292103A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-02-01 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 云台调整方法、装置、无人机及云台调整系统 |
CN209351613U (zh) * | 2018-11-01 | 2019-09-06 | 深圳博士智能科技有限公司 | 一种无人机光电载荷的隐藏式三轴云台 |
-
2019
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- 2019-12-31 CN CN201980052066.6A patent/CN112544065A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150234387A1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Accenture Global Services Limited | Unmanned vehicle (uv) control system |
CN108234871A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-29 | 深圳市秦墨科技有限公司 | 一种基于云台的控制方法、装置及电子设备 |
CN108259703A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-07-06 | 深圳市秦墨科技有限公司 | 一种云台的跟拍控制方法、装置及云台 |
CN110337560A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-10-15 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 云台的控制方法、云台、拍摄设备及可读存储介质 |
CN110431507A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-11-08 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 一种云台控制方法及云台 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李思琦等: "基于STM32的无线FPV云台设计", 《电子制作》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113329181A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-31 | 厦门四信通信科技有限公司 | 一种摄像头的角度切换方法、装置、设备和存储介质 |
Also Published As
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