CN107430407B - 模式控制系统及方法，及使用其的手持云台、可移动平台 - Google Patents

Abstract

一种模式控制系统(S1)及方法，及使用其的手持云台(100)、可移动平台。所述可移动平台包括：控制器(24)，用于接收一改变所述可移动平台的当前模式的控制指令；以及姿态检测传感器(38)，与所述控制器(24)通信连接，并用于获取所述可移动平台的当前姿态信息。其中，所述姿态检测传感器(38)将获取的当前姿态信息传送给所述控制器(24)，所述控制器(24)计算所述当前姿态信息是否满足预设条件；若满足，则所述控制器(24)发送用于改变当前模式的控制指令，若不满足，则所述控制器(24)保持当前模式。上述的模式控制系统(S1)及方法，及使用其的手持云台(100)、可移动平台，可以避免所述手持云台(100)及所述可移动平台因非正常切换模式而导致的工作异常或损坏。

Description

模式控制系统及方法，及使用其的手持云台、可移动平台

技术领域

本发明涉及一种模式控制系统及控制方法，以及使用该模式控制系统的手持云台和可移动平台。

背景技术

手持云台体积小巧，携带方便，可以安装小型的拍摄装置，例如摄像机、照相机、智能手机等，并在移动中进行拍摄时能达到迅速稳定地控制拍摄装置保持在确定的姿态上的效果。然而，目前市场上的手持云台要求用户在以特定的正确姿势握持所述手持云台时，才能顺利地开启，并确保所述手持云台能够正常使用。若用户未在所述特定的正确姿势下开启云台，有可能会导致开启失败，或导致所述手持云台在开启后不能正常使用，甚至会损坏所述手持云台。同时，若所述手持云台在运输过程中因震动或碰撞而以外开启时，更容易使所述手持云台发生异常或损坏。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种具有开机保护的手持云台、其控制系统及控制方法。

一种模式控制方法，其应用于一手持云台上。所述模式控制方法包括步骤：检测是否接收到开启控制指令；若接收到开启控制指令，则获取所述手持云台的当前姿态信息；判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；若所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台。

进一步地，所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述手持云台的当前姿态信息为所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

进一步地，根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，每个所述转轴机构的角速度及加速度通过惯性测量传感器获取，每个所述电机的转动角度通过角度传感器获取。

进一步地，所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

进一步地，通过设于所述握持装置上的姿态检测传感器，获取所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，若所述手持云台所的当前姿态不适宜开启使用时，控制所述手持云台发出指示信号。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续获取所述手持云台的当前姿态信息并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；若所述手持云台的当前姿态适宜开启使用时，则立即开启所述手持云台。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续检测是否接收到开启控制指令；若接收到开启控制指令，则获取所述手持云台的当前姿态信息并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；若所述手持云台的当前姿态适宜开启使用时，则立即开启所述手持云台。

一种模式控制系统，其应用于一手持云台上。所述模式控制系统包括：中央控制模块，用于检测是否接收到开启控制指令；运算模块，用于在接收到开启控制指令时，获取所述手持云台的当前姿态信息，并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；以及执行模块，用于在所述运算模块判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台。

进一步地，所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述手持云台的当前姿态信息为所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

进一步地，所述运算模块根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述运算模块根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述模式控制系统还包括检测模块，所述检测模块用于检测多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度。

进一步地，所述执行模块还用于根据用户的操作指令，控制所述手持云台切换为用户所需的工作模式。

进一步地，所述模式控制系统还包括指示模块，所述指示模块用于在所述运算模块判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，控制所述手持云台发出指示信号。

一种手持云台，其包括：用于获取所述手持云台的当前姿态信息的姿态检测传感器；以及与所述姿态传感器通信连接的控制器。其中，所述控制器用于在接收到开启所述可移动平台的控制指令时，控制所述姿态检测传感器获取所述手持云台的当前姿态信息，并在判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台。

进一步地，所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述手持云台的当前姿态信息为所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

进一步地，所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述控制器根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述姿态检测传感器包括惯性测量传感器，每个所述转轴机构的角速度及加速度通过所述惯性测量传感器获取。

进一步地，每个所述转轴机构上均设置有角度传感器，所述电机的转动角度通过所述角度传感器获取。

进一步地，所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

进一步地，所述握持装置上设置有电源按钮，以允许用户通过所述电源按钮输入所述开启的操作指令。

进一步地，所述握持装置上设置有用于接收用户的操作指令的模式控制按钮，所述控制器还用于根据所述模式控制按钮所接收的用户的操作指令，控制所述手持云台设定为用户所需的工作模式。

进一步地，所述握持装置上设置有指示器，所述指示器在所述控制器判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，发出指示信号。

进一步地，所述指示器为指示灯。

进一步地，所述指示器为蜂鸣器。

进一步地，所述指示器为语音播报器。

进一步地，所述指示器为显示屏。

一种模式控制方法，其应用于可移动平台上，所述模式控制方法包括步骤：检测是否接收到切换模式的控制指令；若接收到切换模式的控制指令，则获取所述可移动平台的当前姿态信息；以及判断所述可移动平台的当前姿态是否适宜切换模式；若所述可移动平台的当前姿态不适宜切换模式时，停止切换所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述可移动平台的所述当前姿态信息包括如下至少一种：相对于重力方向的倾斜角度，相对于水平方向的倾斜角度，所处的相对高度。

进一步地，所述可移动平台包括承载装置及设于所述承载装置上的云台装置，所述可移动平台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述承载装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述承载装置为遥控底盘车、无人飞行器或握持装置。

进一步地，根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，每个所述转轴机构的角速度及加速度通过惯性测量传感器获取，每个所述电机的转动角度通过角度传感器获取。

进一步地，所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

进一步地，通过设于所述承载装置上的姿态检测传感器，获取所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，若所述可移动平台的当前姿态不适宜切换模式时，控制所述可移动平台发出指示信号。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续获取所述可移动平台的当前姿态信息并判断所述可移动平台的当前姿态是否适宜切换模式；若所述可移动平台的当前姿态适宜切换模式时，则立即切换所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续检测是否接收到开启控制指令；若接收到开启控制指令，则获取所述可移动平台的当前姿态信息并判断所述可移动平台的当前姿态是否适宜切换模式；若所述可移动平台的当前姿态适宜切换模式时，则立即切换所述可移动平台的当前模式。

一种模式控制系统，其应用于一可移动平台上。所述模式控制系统包括：中央控制模块，用于检测是否接收到切换模式控制指令；运算模块，用于在接收到切换模式控制指令时，获取所述可移动平台的当前姿态信息，并判断所述可移动平台的当前姿态是否适宜切换模式；以及执行模块，用于在所述运算模块判断所述可移动平台的当前姿态不适宜切换模式时，停止切换所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述可移动平台的当前姿态信息包括如下至少一种：相对于重力方向的倾斜角度，相对于水平方向的倾斜角度，所处的相对高度。

进一步地，所述可移动平台包括承载装置及设于所述承载装置上的云台装置，所述可移动平台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述承载装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述可移动平台的当前姿态信息为所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，所述运算模块根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述运算模块根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述模式控制系统还包括检测模块，所述检测模块用于检测多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度。

进一步地，所述执行模块还用于根据用户的操作指令，控制所述可移动平台切换为用户所需的工作模式。

进一步地，所述模式控制系统还包括指示模块，所述指示模块用于在所述运算模块判断所述可移动平台的当前姿态不适宜切换模式时，控制所述可移动平台发出指示信号。

一种可移动平台，其包括：用于获取所述可移动平台的当前姿态信息的姿态检测传感器；以及与所述姿态传感器通信连接的控制器。其中，所述控制器用于在接收到切换所述可移动平台的模式的控制指令时，控制所述姿态检测传感器获取所述可移动平台的当前姿态信息，并在判断所述可移动平台的当前姿态不适宜切换模式时，停止切换所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述可移动平台的所述当前姿态信息包括如下至少一种：相对于重力方向的倾斜角度，相对于水平方向的倾斜角度，所处的相对高度。

进一步地，所述可移动平台包括承载装置及设于所述承载装置上的云台装置，所述可移动平台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述承载装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述可移动平台的当前姿态信息为所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述承载装置的当前姿态信息。

进一步地，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述控制器根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

进一步地，所述姿态检测传感器包括惯性测量传感器，每个所述转轴机构的角速度及加速度通过所述惯性测量传感器获取。

进一步地，每个所述转轴机构上均设置有角度传感器，所述电机的转动角度通过所述角度传感器获取。

进一步地，所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

进一步地，所述承载装置上设置有电源按钮，以允许用户通过所述电源按钮输入所述切换模式的操作指令。

进一步地，所述承载装置上设置有用于接收用户的操作指令的模式控制按钮，所述控制器还用于根据所述模式控制按钮所接收的用户的操作指令，控制所述可移动平台设定为用户所需的工作模式。

进一步地，所述承载装置上设置有指示器，所述指示器在所述控制器判断所述可移动平台所处的姿态不适宜切换模式时，发出指示信号。

进一步地，所述指示器为指示灯。

进一步地，所述指示器为蜂鸣器。

进一步地，所述指示器为语音播报器。

进一步地，所述指示器为显示屏。

进一步地，所述切换所述可移动平台的模式的控制指令包括如下至少一种：开启所述可移动平台的电源，关闭所述可移动平台的电源，开启所述可移动平台的负载，关闭所述可移动平台的负载，改变所述可移动平台的当前工作模式，改变所述可移动平台的负载的当前工作模式。

进一步地，所述可移动平台可无人飞行器、遥控车辆、遥控器或无人驾驶车辆。

一种可移动平台，包括：控制器，用于接收一改变所述可移动平台的当前模式的控制指令；以及姿态检测传感器，与所述控制器通信连接，并用于获取所述可移动平台的当前姿态信息。其中，所述姿态检测传感器将获取的当前姿态信息传送给所述控制器，所述控制器计算所述当前姿态信息是否满足预设条件；若满足，则所述控制器发送用于改变当前模式的控制指令，若不满足，则所述控制器保持当前模式。

进一步地，所述切换所述可移动平台的模式的控制指令包括如下至少一种：开启所述可移动平台的电源，关闭所述可移动平台的电源，开启所述可移动平台的负载，关闭所述可移动平台的负载，改变所述可移动平台的当前工作模式，改变所述可移动平台的负载的当前工作模式。

进一步地，所述可移动平台可无人飞行器、遥控车辆、遥控器或无人驾驶车辆。

一种模式控制方法，应用于一可移动平台中，所述模式控制方法包括步骤：检测是否收到改变所述可移动平台的当前模式的控制指令；若收到改变所述可移动平台的当前模式的控制指令，则获取所述可移动平台的当前姿态信息；以及计算所述当前姿态信息是否满足预设条件；若不满足，则停止改变所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述切换所述可移动平台的模式的控制指令包括如下至少一种：开启所述可移动平台的电源，关闭所述可移动平台的电源，开启所述可移动平台的负载，关闭所述可移动平台的负载，改变所述可移动平台的当前工作模式，改变所述可移动平台的负载的当前工作模式。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续获取所述可移动平台的当前姿态信息并计算所述当前姿态信息是否满足所述预设条件，若满足，则立即改变所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述模式控制方法还包括步骤：继续检测是否收到改变所述可移动平台的当前模式的控制指令；若收到改变所述可移动平台的当前模式的控制指令，则获取所述可移动平台的当前姿态信息计算所述当前姿态信息是否满足所述预设条件，若满足，则立即改变所述可移动平台的当前模式。

一种模式控制系统，其应用于一可移动平台中。所述模式控制系统包括：中央控制模块，用于检测是否收到改变所述可移动平台的当前模式的控制指令；检测模块，用于获取所述可移动平台的当前姿态信息；运算模块，用于计算所述当前姿态信息是否满足预设条件；以及执行模块，用于在所述运算模块计算所述当前姿态信息不满足所述预设条件时，停止改变所述可移动平台的当前模式。

进一步地，所述切换所述可移动平台的模式的控制指令包括如下至少一种：开启所述可移动平台的电源，关闭所述可移动平台的电源，开启所述可移动平台的负载，关闭所述可移动平台的负载，改变所述可移动平台的当前工作模式，改变所述可移动平台的负载的当前工作模式。

本发明的可移动平台及其模式控制系统和模式控制方法，采用了所述姿态检测传感器获取所述可移动平台的姿态，并通过所述运算模块判断所述可移动平台是否适宜开启，若是，则允许用户启动所述可移动平台，若否，则会禁止启动所述可移动平台，使用户调整其握持所述可移动平台的姿势，直至所述可移动平台处于可以正常开启的状态，所述执行模块方控制所述可移动平台接通电源并开启。因此，本发明的可移动平台具有上述的开机保护，可以避免在不适宜的姿态下开启运行，从而避免了所述可移动平台因非正常开启而导致的工作异常或损坏。

附图说明

图1为本发明实施方式中手持云台的立体示意图。

图2为本发明实施方式中的手持云台的元件模块示意图。

图3为本发明实施方式中的模式控制系统的功能模块示意图。

图4为本发明实第一施方式中的模式控制方法的流程示意图。

图5为本发明实第二施方式中的模式控制方法的流程示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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清楚、完整地描述，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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，本发明实施方式提供一种手持云台100。所述手持云台100用于装设一拍摄装置200，并为所述拍摄装置200提供增稳功能。在本实施方式中，所述手持云台100包括握持装置20及云台装置30。具体在图式的实施例中，所述云台装置30装设于所述握持装置20的一端。所述握持装置20用于为用户操作所述手持云台100提供握持的部位，所述云台装置30用于装设所述拍摄装置200并实现所述拍摄装置200的方向控制及增稳。

在本实施方式中，所述握持装置20大致呈手柄结构，其上设置有控制面板22。所述控制面板22用于接收用户的操作指令。所述握持装置20内还可以设置有控制器24(请参阅图2)，所述控制器24与所述云台装置30电性连接，所述控制器24能够根据所述控制面板22所接收的所述操作指令生成相应的控制指令，并向所述云台装置30发送所述控制指令。

具体地，所述控制面板22上设置有电源按钮221、模式控制按钮223以及指示器225。所述电源按钮221用于控制所述握持装置20整体电源的通断，用户能够通过按压所述电源按钮221，控制所述手持云台100的开启及关闭。

所述模式控制按钮223用于接收用户的操作指令，并根据所述操作指令控制所述手持云台100的工作模式。具体地，用户能够通过所述模式控制按钮223，根据工作需要及所述握持装置20的工作姿态需要，将所述云台装置30设定为用户所需的工作模式。所述握持装置20的工作姿态包括但不限于：正立姿态、横持姿态、倒立姿态等等。相应地，所述云台装置30的工作模式可以包括但不限于：正立模式、横持模式、倒立模式等等。

模式控制按钮223的具体结构可以根据不同需求来设计，例如，拨动开关，转动开关，滑动开关，触摸屏上的实体触摸按键或虚拟触摸按键等等，在本实施例中，模式控制按钮223为控制摇杆。

所述指示器225用于向用户发送指示信号，以提示所述手持云台100的状态是否适宜开启。具体而言，当用户按下所述电源按钮221以期望开启所述手持云台100时，所述控制器24计算出所述手持云台100的当前姿态，并通过该姿态判断所述手持云台100是否适宜开启，若不适宜，所述控制器24则控制所述指示器225发出指示信号，以提示所述手持云台100的状态不宜开启，以避免用户在不适当的情况下开启所述手持云台100而对所述手持云台100造成损坏，并且有利于节能。用户得知该指示信号后，可以自行调整所述手持云台100的姿态，直至所述手持云台100处于适宜开启的状态，所述控制器24则控制所述手持云台100自动开启。

可以理解的是，在其他的一些实施例中，在用户自行调整所述手持云台100的姿态的过程中，所述控制器24可以实时地计算出所述手持云台100的姿态，并判断所述手持云台100是否已经被调整至适宜开启的姿态，若是，所述控制器24能够控制所述指示器225发出指示信号，以提示所述手持云台100已经处于适宜开启的状态。用户得知该指示信号后，再次按下所述电源按钮221开启所述手持云台100。

或者，在其他的一些实施例中，在用户自行调整所述手持云台100的姿态之后，需用户再次按下所述电源按钮221，以允许述控制器24再次计算所述手持云台100的当前姿态，并判断所述手持云台100是否适宜开启，以避免所述手持云台100在运输过程中产生碰撞造成的误开启。

在本实施方式中，所述指示器225为指示灯，所述控制器24可以控制所述指示灯亮起或闪烁，以向用户发出所述指示信号。可以理解，在其他的实施例中，所述指示器225可以为蜂鸣器或者语音播报器，所述控制器24可以控制所述蜂鸣器或所述语音播报器发声，以向用户发出所述指示信号。可以理解，在其他的实施例中，所述指示器225还可以为显示屏，所述控制器24可以控制所述显示屏亮起或/及显示所述指示信号。

所述云台装置30设置于所述握持装置20的一端。在本实施方式中，所述云台装置30为三轴云台，其包括三个转轴机构。每个所述转轴机构均包括一个电机，三个所述电机分别为控制航向运动的Y轴(yaw轴)电机32、控制横滚运动的R轴(roll轴)电机34、以及控制俯仰运动的P轴(pitch轴)电机36。

每个所述电机均包括定子及可转动地设置在所述定子上的转子。所述Y轴电机32的定子固定于所述握持装置20的一端，所述Y轴电机32的转子能够相对其定子及所述握持装置20绕一Y轴(航向轴)自由转动。所述R轴电机34的定子通过一第一支撑臂341连接于所述Y轴电机的转子上，所述R轴电机34的转子能够相对其定子及所述Y轴电机的转子绕一R轴(横滚轴)自由转动。所述P轴电机36的定子通过一第二支撑臂361连接于所述R轴电机34的转子上，所述P轴电机的转子能够相对其定子及所述R轴电机34的转子绕一P轴(俯仰轴)自由转动。其中，所述Y轴、所述R轴及所述P轴分别为所述云台装置30的航向轴、横滚轴及俯仰轴；具体地，所述Y轴与所述R轴正交，所述R轴与所述P轴正交，所述P轴与所述Y轴可以重合、斜交、正交。所述拍摄装置200装设于所述P轴电机36的转子上，并能随所述P轴电机36的转子转动。

进一步地，所述手持云台100还包括多个角度传感器，在本实施方式中，所述角度传感器的数量为三个，每个所述电机的转子上均设置有一个所述角度传感器。三个所述角度传感器对应于所述Y轴电机32、所述R轴电机34及所述P轴电机36分别为：Y轴传感器323、R轴传感器343及P轴传感器363(请参阅图2)。三个所述角度传感器分别用于检测与其对应的所述电机的转子相对于该电机的定子的转动角度。所述控制器24能够根据所述转动角度获取三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，从而计算出所述云台装置30当前的姿态。所述控制器24能够地根据三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，计算出所述手持云台100整体当前的运行姿态，并根据该运行姿态判断所述手持云台100是否适宜开启。

其中，所述手持云台100整体当前的运行姿态包括但不限于：静止姿态(如所述握持装置20及所述云台装置30的正立状态、倒立状态、横持状态、倾斜状态及倾斜角度等)，及运动姿态(如所述握持装置20及所述云台装置30的角速度及加速度等)。

例如，所述手持云台100在静止的状态下，若所述Y轴大致呈竖直设置，且所述云台装置30位于所述握持装置20的上方，则认为所述手持云台100的静止姿态为正立状态。相反地，若所述手持云台100的Y轴大致呈竖直设置，且所述云台装置30位于所述握持装置20的下方，则认为所述手持云台100的静止姿态为倒立状态。若所述手持云台100的Y轴偏离于竖直轴，且所述云台装置30位于所述握持装置20的上方，则认为所述手持云台100的静止姿态为正立的倾斜状态。若所述手持云台100的Y轴偏离于竖直轴，且所述云台装置30位于所述握持装置20的下方，则认为所述手持云台100的静止姿态为倒立的倾斜状态。若所述手持云台100的Y轴大致呈水平设置，则认为所述手持云台100的静止姿态为横持状态。

进一步地，所述云台装置30上还设置有姿态检测传感器38(请参阅图2)，所述姿态检测传感器38可以检测所述云台装置30当前的运动状态，以允许所述控制器24根据所述云台装置30当前的运动状态，并结合上述的三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，计算出所述手持云台100当前的姿态，从而判断所述手持云台100的状态是否适宜开启。在本实施方式中，所述姿态检测传感器38包括惯性测量传感器。具体而言，所述惯性测量传感器包括三轴角速度传感器及三轴加速度传感器。所述姿态检测传感器38能够检测所述云台装置30当前运行的三个轴的角速度以及所述云台装置30当前运行的三个轴的加速度，并将所述角速度及所述加速度传送至所述控制器24内。所述控制器24将所述姿态检测传感器38所检测的角速度及加速度换算成为所述手持云台当前的姿态，并根据该姿态判断所述手持云台100是否适宜开启。可以理解的是，所述惯性测量传感器还能够用于检测所述转轴机构的角速度及加速度。

在一个具体的实施例中，所述控制器24根据三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，以及上述的姿态检测传感器38所检测的角速度及加速度，计算所述手持云台100整体当前的运行姿态时，若计算出所述手持云台100处于前述的正立状态时，或在前述正立的倾斜状态下，其Y轴偏离于竖直轴(即重力方向)的角度小于或等于45°时，或者，所述云台的Y轴偏离于水平轴(即水平方向)的角度大于135°时，则判断所述手持云台100处于可以正常开启的状态；若计算出所述手持云台100处于其他的状态，如倒立状态或横持状态等等时，均判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态。

在另一具体的实施例中，所述控制器24根据三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，以及上述的姿态检测传感器38所检测的角速度及加速度，计算所述手持云台100整体当前的运行姿态时，若计算出所述手持云台100相对于Y轴、R轴及P轴中的至少一轴以较高的速度或/及角速度运动，则判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态。具体地，所述控制器24中还可以预设存储有所述手持云台100相对于Y轴、R轴及P轴运动的预设速度范围及预设角速度范围，所述控制器24将所述手持云台100相对于Y轴、R轴及P轴运动的速度及角速度与所述预设速度范围及所述预设角速度范围比较，若所述速度及角速度中的至少一个未落入所述其对应的预设范围，则判断所述手持云台100正以较高速度运动，不适宜开启。

请同时参阅图3，本发明还提供一种模式控制系统S1，图3示出了本发明一实施方式中模式控制系统S1的功能模块图。所述模式控制系统S1运行于上述的手持云台100中，所述模式控制系统S1用于根据所述手持云台100的当前姿态控制所述手持云台100的开启。具体而言，所述模式控制系统S1包括控制模块101、检测模块103、运算模块105、指示模块107以及执行模块109。进一步地，所述手持云台100还包括存储器28(请参阅图2)，所述存储器28可以设置在所述握持装置20内，并与所述控制器24电性连接。所述模式控制系统S1的各个模块为存储在所述存储器28中并可被所述控制器24执行的可程序化的模块。

具体如下：

所述中央控制模块101用于检测并接收用户的操作指令，并将所述操作指令转换为控制指令后，向其余各个模块发送所述控制指令，以使各个模块协同作业。具体地，所述中央控制模块101能够检测所述电源按钮221的状态，若所述电源按钮221受到外力的按压，则所述中央控制模块101判断。

所述检测模块103用于控制所述姿态检测传感器38检测所述手持云台100或/及所述转轴机构的所述角速度及所述加速度，并控制三个所述角度传感器分别检测与其对应的所述电机的转动角度。

所述运算模块105用于计算所述手持云台100的姿态，并判断所述手持云台100是否处于适宜开启的状态。具体地，所述运算模块105根据三个所述电机的转子彼此之间的相对位置，以及上述的姿态检测传感器38所检测的角速度及加速度，计算所述手持云台100整体当前的运行姿态，并根据该运行姿态判断所述手持云台100是否适宜开启。

进一步地，所述运算模块105若计算出所述手持云台100处于前述的正立状态时，或在前述正立的倾斜状态下，所述手持云台100的Y轴偏离于竖直轴的角度小于或等于45°时，则判断所述手持云台100处于可以正常开启的状态；若计算出所述手持云台100处于其他的状态，如倒立状态或横持状态等等时，均判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态。

所述指示模块107用于控制所述指示器225向用户发送指示信号，以提示所述手持云台100的状态是否适宜开启。具体地，当所述运算模块105判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态时，所述指示模块107控制所述指示器225发送指示信号。当所述运算模块105判断所述手持云台100处于可以正常开启的状态时，所述指示模块107不控制所述指示器225动作。

可以理解，在其他的一些实施例中，当所述运算模块105判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态时，所述指示模块107控制所述指示器225发送不宜开启的指示信号；当所述运算模块105判断所述手持云台100处于适宜开启的状态时，所述指示模块107控制所述指示器225发送可以开启的指示信号。

所述执行模块109用于控制所述手持云台100开启，或禁止所述手持云台100开启。具体地，当所述运算模块105判断所述手持云台100处于不适宜开启的状态时，所述执行模块109限制所述手持云台100开启，即，所述手持云台100仍处于关闭状态。当所述运算模块105判断所述手持云台100处于可以正常开启的状态时，所述执行模块109控制所述手持云台100接通电源并开启。所述执行模块109还用于根据所述模式控制按钮223所接收的用户的操作指令，控制所述握持装置20及所述云台装置30设定为用户所需的工作模式。

请同时参阅图4，本发明还提供一种模式控制方法，所述模式控制方法应用于上述的模式控制系统及手持云台100中。图4示出了本发明第一实施方式中模式控制方法的流程示意图。所述的模式控制方法包括：

步骤S101：接收开启的操作指令。具体地，当所述手持云台100处于关闭状态，所述控制模块101能够检测所述电源按钮221的状态，若所述控制模块101检测到用户按下所述电源按钮221时，其控制所述控制器24接收开启的操作指令，所述控制器24根据该开启的操作指令生成开启的控制指令。

步骤S103：获取所述手持云台100或/及所述转轴机构的角速度及加速度。具体地，所述控制器24将所述开启的控制指令传送至所述检测模块103，所述检测模块103控制所述姿态检测传感器38检测所述手持云台100或/及所述转轴机构的角速度及加速度，并将所述角速度及加速度传送至所述运算模块105中。

步骤S105：获取所述手持云台100的所述电机的转动角度。具体地，所述检测模块103控制控制三个所述角度传感器分别检测与其对应的所述电机的转动角度，并将所述转动角度传送至所述运算模块105中。

步骤S107：计算所述手持云台100的姿态。具体地，所述运算模块105根据所述角速度、所述加速度以及三个所述电机的转动角度，计算所述手持云台100的姿态。

步骤S109：判断所述手持云台100当前的姿态是否适宜开启，若否，则执行步骤S113；若是，则执行步骤S111。

步骤S111：控制所述手持云台100开启。具体地，执行模块109控制所述手持云台100接通电源并开启，程序结束。可以理解，在控制所述手持云台100开启之前，所述指示模块107可以控制所述指示器225向用户发送指示信号，以提示所述手持云台100处于可以正常开启的状态。

步骤S113：发送指示信号，以提示所述手持云台100的状态不宜开启。具体地，所述指示模块107控制所述指示器225向用户发送所述指示信号，执行步骤S103。用户可以根据所述指示信号调整其握持所述手持云台100的姿势，直至所述手持云台100处于可以正常开启的状态，所述执行模块109控制所述手持云台100接通电源并开启，程序结束。

请同时参阅图5，图5示出了本发明第二实施方式中模式控制方法的流程示意图。所述的模式控制方法包括：

步骤S201：接收开启的操作指令。

例如，当所述手持云台100处于关闭状态，所述控制模块101能够检测所述电源按钮221的状态，若所述控制模块101检测到用户按下所述电源按钮221时，其控制所述控制器24接收开启的操作指令，所述控制器24根据该开启的操作指令生成开启的控制指令。

步骤S203：获取所述手持云台100或/及所述转轴机构的角速度及加速度。

例如，所述控制器24将所述开启的控制指令传送至所述检测模块103，所述检测模块103控制所述姿态检测传感器38检测所述手持云台100或/及所述转轴机构的角速度及加速度，并将所述角速度及加速度传送至所述运算模块105中。

步骤S205：获取所述手持云台100的所述电机的转动角度。

例如，所述检测模块103控制控制三个所述角度传感器分别检测与其对应的所述电机的转动角度，并将所述转动角度传送至所述运算模块105中。

步骤S207：计算所述手持云台100的姿态。具体地，所述运算模块105根据所述角速度、所述加速度以及三个所述电机的转动角度，计算所述手持云台100的姿态。

步骤S209：判断所述手持云台100当前的姿态是否适宜开启，若否，则执行步骤S213；若是，则执行步骤S211。

步骤S211：控制所述手持云台100开启。具体地，执行模块109控制所述手持云台100接通电源并开启，程序结束。可以理解，在控制所述手持云台100开启之前，所述指示模块107可以控制所述指示器225向用户发送指示信号，以提示所述手持云台100处于可以正常开启的状态。

步骤S213：发送指示信号，以提示所述手持云台100的状态不宜开启。

例如，所述指示模块107控制所述指示器225向用户发送所述指示信号。用户可以根据所述指示信号调整其握持所述手持云台100的姿势，并再次按下所述电源按钮221，以向所述控制器24中输入开启的操作指令，并执行步骤S103。

本发明的手持云台100及其模式控制系统和模式控制方法，采用了所述检测模块103检测所述手持云台100的运动状态，并通过所述运算模块105根据所述运动状态计算并判断所述手持云台100的姿态是否适宜开启，若是，则允许用户启动所述手持云台100，若否，则会限制所述手持云台100启动，使用户调整其握持所述手持云台100的姿势，直至所述手持云台100处于可以正常开启的状态，所述执行模块109方控制所述手持云台100接通电源并开启。因此，本发明的手持云台100具有上述的开机保护，可以避免在不适宜的姿态下开启运行，从而避免了所述手持云台100因非正常开启而导致的工作异常或损坏。

可以理解，所述云台装置30可以为除了三轴云台之外的其他类型的云台，例如，所述云台装置30可以为两轴云台或多轴云台等。

可以理解，所述模式控制系统及所述模式控制方法，不局限于应用于上述的手持云台中，其还可以应用于其他的设备中。例如，所述模式控制系统及控制方法可以应用于所述电动三轴云台中，通过计算所述电动三轴云台的姿态，判断所述电动三轴云台的当前姿态是否满足一预设条件，即，判断所述电动三轴云台的所处姿态是否适宜开启，若判断所述电动三轴云台处于不适宜开启的状态，则限制所述电动三轴云台的开启。

或者，所述模式控制系统及控制方法可以应用于其他的可移动平台中，当判断所述可移动平台的当前姿态未满足一预设条件，即，判断所述可移动平台处于不适宜开启的状态时，则限制所述可移动平台的开启。其中，所述可移动平台可以为无人飞行器、遥控车辆、遥控器、无人驾驶车辆等。

可以理解，所述模式控制系统及所述模式控制方法，不局限于控制所述手持云台的开启，其还可以用于控制所述手持云台的关闭、切换工作模式等工作中。

例如，当用户将所述手持云台使用在需要常开的工作场合(如摄影)中，若所述电源按钮受到外力按压时，所述模式控制系统能够通过获取所述手持云台的姿态，判断所述手持云台的当前姿态是否满足一预设条件，即，判断所述手持云台是否适宜关闭，若否，则限制所述手持云台的关闭。

再如，当所述手持云台处于工作中，用户通过按压所述模式控制按钮以期切换所述手持云台当前的工作状态时，所述模式控制系统能够通过获取所述手持云台的姿态，判断所述手持云台的当前姿态是否满足一预设条件，即，判断所述手持云台是否适宜切换状态，若否，则限制所述手持云台切换工作状态。

甚至，当用户使用所述手持云台搭载所述拍摄装置进行拍摄作业时，若用户期望通过所述手持云台控制所述拍摄装置切换工作模式，如切换拍摄模式、变焦或者变换拍摄方向等，所述模式控制系统能够通过获取所述手持云台的姿态，判断所述手持云台的当前姿态是否满足一预设条件，即，判断所述手持云台的姿态是否适宜所述拍摄装置切换工作模式，若否，则限制所述拍摄装置切换工作模式。

其中，所述模式控制系统及控制方法应用于上述的可移动平台的工作模式切换控制作业中时，所述模式控制系统所接收的改变当前工作模式的控制指令可以包括但不限于以下的指令：开启所述可移动平台的电源，关闭所述可移动平台的电源，开启所述可移动平台的负载，关闭所述可移动平台的负载，改变所述可移动平台的当前工作模式，改变所述可移动平台的负载的当前工作模式。

例如，所述可移动平台可以包括承载装置、搭载在所述承载装置上的云台装置以及承载在所述云台装置上的BB弹发射器。其中，所述承载装置可以为遥控底盘车。当检测到所述BB弹发射器发射BB弹的控制信号时，所述控制器通过获取云台装置的当前姿态信息，判断此时所述可移动平台的状态是否适合发射，例如，当所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息判断BB弹发射器的发射管朝下，则可获知此时所述可移动平台的状态不宜发射。此时，所述控制器不执行发射命令，即，保持所述BB弹发射器的当前工作模式。

再如，所述可移动平台可以包括承载装置、搭载在所述承载装置上的云台装置以及挂载在所述云台装置上的相机。其中，所述承载装置可以为无人飞行器，所述云台装置设置于所述无人飞行器下方。当检测到“一键降落”的控制信号时，所述控制器通过获取所述云台装置的当前姿态信息，判断所述可移动平台的当前状态是否适合降落，例如，所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息判断所述无人机的起落架还未来得及放下，则可获知此时所述可移动平台的状态不宜降落。此时所述控制器不执行立即降落的命令，即，不改变所述无人机的当前工作模式。此时，所述可移动平台的当前姿态信息还可以包括其所处的高度信息(例如，所述无人机所处的飞行高度)，所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息判断所述无人机的飞行高度大于一预设时，则可获知此时所述可移动平台的状态不宜降落。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (35)

1.一种模式控制方法，其应用于一手持云台上，所述模式控制方法包括步骤：

检测是否接收到开启控制指令；

若接收到开启控制指令，则获取所述手持云台的当前姿态信息；其中，所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机；根据所述手持云台的角速度和加速度以及所述电机的转动角度，计算所述手持云台的当前姿态信息；

判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；

若所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台。

2.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

3.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括所述握持装置的当前姿态信息。

4.如权利要求3所述的模式控制方法，其特征在于：所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

5.如权利要求3所述的模式控制方法，其特征在于：根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

6.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：每个所述转轴机构的角速度及加速度通过惯性测量传感器获取。

7.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：每个所述电机的转动角度通过角度传感器获取。

8.如权利要求6所述的模式控制方法，其特征在于：所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

9.如权利要求3所述的模式控制方法，其特征在于：通过设于所述握持装置上的姿态检测传感器，获取所述握持装置的当前姿态信息。

10.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：若所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，控制所述手持云台发出指示信号。

11.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：所述模式控制方法还包括步骤：

继续获取所述手持云台的当前姿态信息并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；

若所述手持云台的当前姿态适宜开启使用时，则立即开启所述手持云台。

12.如权利要求1所述的模式控制方法，其特征在于：所述模式控制方法还包括步骤：

继续检测是否接收到开启控制指令；

若接收到开启控制指令，则获取所述手持云台的当前姿态信息并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；

若所述手持云台的当前姿态适宜开启使用时，则立即开启所述手持云台。

13.一种模式控制系统，其应用于一手持云台上，其特征在于：所述模式控制系统包括：

中央控制模块，用于检测是否接收到开启控制指令；

运算模块，用于在接收到开启控制指令时，获取所述手持云台的当前姿态信息，并判断所述手持云台的当前姿态是否适宜开启使用；以及

执行模块，用于在所述运算模块判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台；

其中，所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述运算模块根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

14.如权利要求13所述的模式控制系统，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

15.如权利要求13所述的模式控制系统，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括所述握持装置的当前姿态信息。

16.如权利要求15所述的模式控制系统，其特征在于：所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

17.如权利要求15所述的模式控制系统，其特征在于：所述运算模块根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

18.如权利要求13所述的模式控制系统，其特征在于：所述模式控制系统还包括检测模块，所述检测模块用于检测多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度。

19.如权利要求13所述的模式控制系统，其特征在于：所述执行模块还用于根据用户的操作指令，控制所述手持云台切换为用户所需的工作模式。

20.如权利要求13所述的模式控制系统，其特征在于：所述模式控制系统还包括指示模块，所述指示模块用于在所述运算模块判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，控制所述手持云台发出指示信号。

21.一种手持云台，其特征在于，所述手持云台包括：

用于获取所述手持云台的当前姿态信息的姿态检测传感器；以及

与所述姿态检测传感器通信连接的控制器；

其中，所述控制器用于在接收到开启所述手持云台的控制指令时，控制所述姿态检测传感器获取所述手持云台的当前姿态信息，并在判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，停止开启所述手持云台；

所述手持云台包括握持装置及设于所述握持装置上的云台装置，所述云台装置包括多个相连的转轴机构，每个所述转轴机构具有一个电机，所述控制器根据多个所述转轴机构的角速度及加速度以及所述电机的转动角度，计算所述云台装置的当前姿态信息。

22.如权利要求21所述的手持云台，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置的当前姿态信息，所述云台装置的当前姿态信息。

23.如权利要求21所述的手持云台，其特征在于：所述手持云台的当前姿态信息包括所述握持装置的当前姿态信息。

24.如权利要求23所述的手持云台，其特征在于：所述握持装置的当前姿态信息包括如下至少一种：所述握持装置相对于重力方向的倾斜角度，所述握持装置相对于水平方向的倾斜角度。

25.如权利要求23所述的手持云台，其特征在于：所述控制器根据所述云台装置的当前姿态信息，计算所述握持装置的当前姿态信息。

26.如权利要求21所述的手持云台，其特征在于：所述姿态检测传感器包括惯性测量传感器，每个所述转轴机构的角速度及加速度通过所述惯性测量传感器获取。

27.如权利要求21所述的手持云台，其特征在于：每个所述转轴机构上均设置有角度传感器，所述电机的转动角度通过所述角度传感器获取。

28.如权利要求22所述的手持云台，其特征在于：所述云台装置为两轴云台或三轴云台。

29.如权利要求22所述的手持云台，其特征在于：所述握持装置上设置有电源按钮，以允许用户通过所述电源按钮输入所述开启的操作指令。

30.如权利要求22所述的手持云台，其特征在于：所述握持装置上设置有用于接收用户的操作指令的模式控制按钮，所述控制器还用于根据所述模式控制按钮所接收的用户的操作指令，控制所述手持云台设定为用户所需的工作模式。

31.如权利要求22所述的手持云台，其特征在于：所述握持装置上设置有指示器，所述指示器在所述控制器判断所述手持云台的当前姿态不适宜开启使用时，发出指示信号。

32.如权利要求31所述的手持云台，其特征在于：所述指示器为指示灯。

33.如权利要求31所述的手持云台，其特征在于：所述指示器为蜂鸣器。

34.如权利要求31所述的手持云台，其特征在于：所述指示器为语音播报器。

35.如权利要求31所述的手持云台，其特征在于：所述指示器为显示屏。