CN108255203B - 云台控制装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种云台控制装置、方法及系统，涉及云台控制技术领域。装置包括：姿态传感模块、记录触发模块、以及与姿态传感模块和记录触发模块均连接的控制通信模块，控制通信模块用于与外部的云台连接。通过控制通信模块存储控制云台的姿态控制数据，使得控制通信模块可基于该姿态控制数据自动完成后续对云台位置的控制调整，进而避免了对用户的时间和精力的耗费，增强了云台的适用性。

Description

云台控制装置、方法及系统

技术领域

本发明涉及云台控制技术领域，具体而言，涉及一种云台控制装置、方法及系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展和社会的不断进步，云台已经得到了的大规模的应用。因此，如何有效的对云台的位置进行控制是至关重要的。

目前，可通过遥控的方式对云台的位置进行控制调整。但遥控的方式的基于用户的操作，也就是说，云台位置的每一次调整均需要用户操作进行。该方式虽然能够实现对云台的有效控制，但该方式极为耗费用户的时间和精力，影响了云台的适用性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种云台控制装置、方法及系统，以改善上述缺陷。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种云台控制装置，包括：姿态传感模块、记录触发模块、以及与所述姿态传感模块和所述记录触发模块均连接的控制通信模块，所述控制通信模块用于与外部的云台连接。所述姿态传感模块，用于基于用户的操作生成对应的姿态控制信号。所述控制通信模块，用于处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述姿态控制信号生成的姿态控制数据控制所述云台从初始位置移动至目标位置；当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述云台控制装置还包括：与所述控制通信模块连接的三轴控制摇轮。所述三轴控制摇轮，用于基于所述用户转动所述三轴控制摇轮中的至少一个摇轮而生成对应的转动控制信号。所述控制通信模块，用于处于摇轮控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述转动控制信号生成的转动控制数据控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置；当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述转动控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述三轴控制摇轮包括：分别与所述控制通信模块连接的水平面转动控制摇轮、垂直面转动控制摇轮和滚转面转动控制摇轮。所述水平面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述水平面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在水平面转动的水平面转动控制脉冲信号，将所述水平面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块。所述垂直面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述垂直面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在垂直面转动的垂直面转动控制脉冲信号，将所述垂直面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块。所述滚转面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述滚转面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在滚转面转动的滚转面转动控制脉冲信号，将所述滚转面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块。其中，所述转动控制信号包括：所述水平面转动控制脉冲信号、所述垂直面转动控制脉冲信号和所述滚转面转动控制脉冲信号中的至少一种。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述控制通信模块包括：与所述三轴控制摇轮、所述姿态传感模块和所述记录触发模块均连接的主控单元、分别与所述主控单元连接的模式选择单元和无线通信单元，所述无线通信单元用于与所述云台无线通信连接。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述控制通信模块还包括：与所述主控单元连接的RS232接口单元，所述RS232接口单元用于与所述云台有线通信连接。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述姿态传感模块为多轴姿态传感器。

结合第一方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述云台控制装置还包括：壳体。所述三轴控制摇轮、所述RS232接口单元、所述模式选择单元和所述记录触发模块均安装在所述壳体上，所述主控单元、所述无线通信单元和姿态传感模块均安装在所述壳体内。

第二方面，本发明实施例提供了一种云台控制方法，应用于云台控制装置中用于连接外部云台的控制通信模块，所述云台控制装置还包括：与所述控制通信模块连接的姿态传感模块和记录触发模块。所述方法包括：处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述姿态控制信号生成的姿态控制数据控制所述云台在从初始位置移动至目标位置；当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置。

结合第二方面提供实施方式，在一些可能的实施方式中，所述当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于存储的所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置之后。所述方法还包括：当获得所述记录触发模块发送的执行指令时，基于所述姿态控制数据生成执行控制指令至所述云台，以再控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置。

第三方面，本发明实施例提供了一种云台控制系统，包括：云台和所述的云台控制装置，所述云台与所述云台控制装置连接。

本发明实施例的有益效果是：

姿态传感模块首先可基于用户的操作生成对应的姿态控制信号至控制通信模块。控制通信模块处于姿态控制模式时，控制通信模块在依次获得记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，控制通信模块可以将根据姿态控制信号生成的姿态控制数据存储。且控制通信模块还基于姿态控制数据控制云台从初始位置移动至目标位置。当云台的位置需要再次调整以使控制通信模块获得记录触发模块发送的返回指令时，则控制通信模块基于存储的姿态控制数据生成返回控制指令至云台，以自动控制所述云台从目标位置移动至初始位置，从而自动对云台位置进行调整。因此，通过控制通信模块存储控制云台的姿态控制数据，使得控制通信模块可基于该姿态控制数据自动完成后续对云台位置的控制调整，进而避免了对用户的时间和精力的耗费，增强了云台的适用性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明第一实施例提供的一种云台控制系统的结构框图；

图2示出了本发明第二实施例提供的一种云台控制装置的第一结构框图；

图3示出了本发明第二实施例提供的一种云台控制装置的第二结构框图；

图4示出了本发明第二实施例提供的一种云台控制装置的结构示意图；

图5示出了本发明第三实施例提供的一种云台控制方法的流程图。

图标：10-云台控制系统；11-云台；100-云台控制装置；110-姿态传感模块；120-三轴控制摇轮；121-水平面转动控制摇轮；1211-水平面摇轮本体；1212-第一光电编码单元；1213-第一控制速率调节单元；1214-第一方向选择单元；1215-第一方向指示灯；122-垂直面转动控制摇轮；1221-垂直面摇轮本体；1222-第二光电编码单元；1223-第二控制速率调节单元；1224-第二方向选择单元；1225-第二方向指示灯；123-滚转面转动控制摇轮；1231-滚转面摇轮本体；1232-第三光电编码单元；1233-第三控制速率调节单元；1234-第三方向选择单元；130-记录触发模块；140-控制通信模块；141-模式选择单元；142-主控单元；143-无线通信单元；144-RS232接口单元；150-壳体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种云台11控制系统10，该云台11控制系统10包括：云台11与云台控制装置100。

云台11为常规型号的云台11设备，云台控制装置100为各功能性模块集成的集成电路设备。云台控制装置100通过与云台11有线和/或无线通信连接，云台控制装置100可控制云台11的朝向位置，即云台控制装置100在水平面、垂直面和滚转面调整其朝向。

第二实施例

请参阅图2，本发明第一实施例提供了一种云台控制装置100，该云台控制装置100包括：姿态传感模块110、记录触发模块130和控制通信模块140。其中，姿态传感模块110和记录触发模块130均与控制通信模块140连接，而控制通信模块140用于通过有线和/或无线的方式与外部的云台11连接。

姿态传感模块110用于基于用户的操作生成对应的姿态控制信号，并该姿态控制信号持续的发送至控制通信模块140。

记录触发模块130用于将用户需要控制通信模块140可自动控制云台11而依次输入的记录触发模块130和记录停止指令依次发送至控制通信模块140。

控制通信模块140用于处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块130发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，将根据姿态控制信号生成的姿态控制数据存储，且基于姿态控制数据控制云台11从初始位置移动至目标位置。且当用户需要控制通信模块140执行自动控制云台11而基于记录触发模块130输入返回指令时，控制通信模块140还获得记录触发模块130发送的返回指令，以基于存储的姿态控制数据生成返回控制指令至云台11，以控制云台11自动从目标位置移动至初始位置。

在一种可选的实施的方式中，控制通信模块140不仅通过姿态控制云台11，控制通信模块140还可通过转动控制云台11，也就是说，控制通信模块140不仅具备姿态控制模式，且控制通信模块140还具备姿态控制模式摇轮控制模式。进一步的，云台控制装置100还包括：与控制通信模块140连接的三轴控制摇轮120。

三轴控制摇轮120用于基于所述转动所述三轴控制摇轮120中的至少一个摇轮而生成对应的转动控制信号。

控制通信模块140还用于处于摇轮控制模式时，在依次获得记录触发模块130发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，将根据转动控制信号生成的转动控制数据存储，且也基于转动控制数据控制云台11从初始位置移动至所述目标位置。且也当用户需要控制通信模块140执行自动控制云台11而基于记录触发模块130输入返回指令时，控制通信模块140也获得记录触发模块130发送的返回指令，控制通信模块140则基于存储的转动控制数据生成返回控制指令至云台11，以控制云台11自动从目标位置移动至初始位置。

请参阅图3，本发明的第一实施例中，姿态传感模块110可以为集成电路芯片，即姿态传感模块110可以为常规型号的多轴姿态传感器。当用户需要通过云台控制装置100控制云台11的朝向位置做相应的调整时，用户可握持住云台控制装置100，并对其进行滚转。进一步的，姿态传感模块110可相应的生成滚转所以对应产生的姿态控制信号，其中，该姿态控制信号为当前时刻三轴的角度和角加速度。姿态传感模块110通过与控制通信模块140的电连接关系，故姿态传感模块110可将生成的姿态控制信号同步持续的发送至控制通信模块140。

请参阅图3和图4，三轴控制摇轮120可以为各个部件或电路芯片的集成，即三轴控制摇轮120可包括：分别与控制通信模块140连接的水平面转动控制摇轮121、垂直面转动控制摇轮122和滚转面转动控制摇轮123。

水平面转动控制摇轮121用于基于用户转动水平面转动控制摇轮121而对应生成用于控制所述云台11在水平面转动的水平面转动控制脉冲信号，且将水平面转动控制脉冲信号持续同步的发送至控制通信模块140。

具体的，水平面转动控制摇轮121包括：水平面摇轮本体1211、第一光电编码单元1212、第一控制速率调节单元1213和第一方向选择单元1214。其中，第一光电编码单元1212、第一控制速率调节单元1213和第一方向选择单元1214均与控制通信模块140电连接。

水平面摇轮本体1211可以为具有一个杆状握把的转轮，水平面摇轮本体1211的转轮部分与第一光电编码单元1212形成机械配合关系。第一光电编码单元1212则可以为常规型号的光电编码器。当用户握持杆状握把并转动转轮时，水平面摇轮本体1211的转轮以一定的速度转动时会形成对第一光电编码单元1212内的A光电管和B光电管造成间隙性的遮挡。当遮挡住第一光电编码单元1212内的A光电管时，则A光电管可输出一A脉冲，当遮挡住第一光电编码单元1212内的B光电管时，则B光电管可输出一B脉冲。随着转动进行使得第一光电编码单元1212持续的输出包含至少一个A脉冲和/或B脉冲的水平面转动控制脉冲信号。该水平面转动控制脉冲信号则用于控制云台11在水平面转动。可以理解到，当水平面摇轮本体1211的转轮正转时可输出A脉冲在前而B脉冲在后的水平面转动控制脉冲信号，反之则可输出A脉冲在后而B脉冲在前的水平面转动控制脉冲信号。

第一控制速率调节单元1213为集成电路芯片，其封装可呈现为旋钮状。第一控制速率调节单元1213基于用户对其的转动，可生成一个水平面转动速率比例信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据水平面转动速率比例信号来控制云台11在水平面的转动速率。

第一方向选择单元1214为集成电路芯片，其封装可呈现为控制杆状。当第一方向选择单元1214的控制杆位于初始位置时，第一方向选择单元1214无法生成任何信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据未接收到第一方向选择单元1214的任何信号而不接收第一光电编码单元1212输出的水平面转动控制脉冲信号。当用户将第一方向选择单元1214的控制杆拨动至第一位置时，则第一方向选择单元1214可触发生成一个第一同向控制信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据第一同向控制信号来控制云台11的水平转动方向与用户转动水平面摇轮本体1211的转轮的方向相同；且第一方向选择单元1214还生成第一电信号至第一方向选择单元1214上的第一方向指示灯1215，以使第一方向指示灯1215根据第一电信号点亮为第一颜色来表示当前的控制为同向转动控制。反之，当用户将第一方向选择单元1214的控制杆拨动至第二位置时，则第一方向选择单元1214可触发生成一个第一反向控制信号至控制通信模块140以使控制通信模块140根据第一反向控制信号来控制云台11的水平转动方向与用户转动水平面摇轮本体1211的转轮的方向相反；且第一方向选择单元1214还生成第二电信号至第一方向选择单元1214上的第一方向指示灯1215，以使第一方向指示灯1215根据第二电信号点亮为第二颜色来表示当前的控制为反向转动控制。

垂直面转动控制摇轮122用于基于用户转动垂直面转动控制摇轮122而对应生成用于控制所述云台11在垂直面转动的垂直面转动控制脉冲信号，且将垂直面转动控制脉冲信号持续同步的发送至控制通信模块140。

具体的，垂直面转动控制摇轮122包括：垂直面摇轮本体1221、第二光电编码单元1222、第二控制速率调节单元1223和第二方向选择单元1224。其中，第二光电编码单元1222、第二控制速率调节单元1223和第二方向选择单元1224均与控制通信模块140电连接。

垂直面摇轮本体1221也可以为具有一个杆状握把的转轮，垂直面摇轮本体1221的转轮部分与第二光电编码单元1222形成机械配合关系。第二光电编码单元1222则可以为常规型号的光电编码器。当用户握持杆状握把并转动转轮时，垂直面摇轮本体1221的转轮以一定的速度转动时会形成对第二光电编码单元1222内的C光电管和D光电管造成间隙性的遮挡。当遮挡住第二光电编码单元1222内的C光电管时，则C光电管可输出一C脉冲，当遮挡住第二光电编码单元1222内的D光电管时，则D光电管可输出一D脉冲。随着转动进行使得第二光电编码单元1222持续的输出包含至少一个C脉冲和/或D脉冲的垂直面转动控制脉冲信号。该垂直面转动控制脉冲信号则用于控制云台11在垂直面转动。可以理解到，当垂直面摇轮本体1221的转轮正转时可输出C脉冲在前而D脉冲在后的垂直面转动控制脉冲信号，反之则可输出C脉冲在后而D脉冲在前的垂直面转动控制脉冲信号。

第二控制速率调节单元1223为集成电路芯片，其封装可呈现为旋钮状。第二控制速率调节单元1223基于用户对其的转动，可生成一个垂直面转动速率比例信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据垂直面转动速率比例信号来控制云台11在垂直面的转动速率。

第二方向选择单元1224为集成电路芯片，其封装可呈现为控制杆状。当第二方向选择单元1224的控制杆位于初始位置时，第二方向选择单元1224无法生成任何信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据未接收到第二方向选择单元1224的任何信号而不接收第二光电编码单元1222输出的垂直面转动控制脉冲信号。当用户将第二方向选择单元1224的控制杆拨动至第三位置时，则第二方向选择单元1224可触发生成一个第二同向控制信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据第二同向控制信号来控制云台11的垂直转动方向与用户转动垂直面摇轮本体1221的转轮的方向相同；且第二方向选择单元1224还生成第三电信号至第二方向选择单元1224上的第二方向指示灯1225，以使第二方向指示灯1225根据第三电信号点亮为第一颜色来表示当前的控制为同向转动控制。反之，当用户将第二方向选择单元1224的控制杆拨动至第四位置时，则第二方向选择单元1224可触发生成一个第二反向控制信号至控制通信模块140以使控制通信模块140根据第二反向控制信号来控制云台11的垂直转动方向与用户转动垂直面摇轮本体1221的转轮的方向相反；且第二方向选择单元1224还生成第四电信号至第二方向选择单元1224上的第二方向指示灯1225，以使第二方向指示灯1225根据第二电信号点亮为第二颜色来表示当前的控制为反向转动控制。

滚转面转动控制摇轮123用于基于用户转动滚转面转动控制摇轮123而对应生成用于控制所述云台11在滚转面转动的滚转面转动控制脉冲信号，且将滚转面转动控制脉冲信号持续同步的发送至控制通信模块140。

具体的，滚转面转动控制摇轮123包括：滚转面摇轮本体1231、第三光电编码单元1232、第三控制速率调节单元1233和第三方向选择单元1234。其中，第三光电编码单元1232、第三控制速率调节单元1233和第三方向选择单元1234均与控制通信模块140电连接。

滚转面摇轮本体1231可以为旋钮状态，滚转面摇轮本体1231的旋钮部分与第三光电编码单元1232形成机械配合关系。第三光电编码单元1232则可以为常规型号的光电编码器。当用户握持转动旋钮时，滚转面摇轮本体1231的旋钮以一定的速度转动时会形成对第三光电编码单元1232内的E光电管和F光电管造成间隙性的遮挡。当遮挡住第三光电编码单元1232内的E光电管时，则E光电管可输出一E脉冲，当遮挡住第三光电编码单元1232内的F光电管时，则F光电管可输出一F脉冲。随着转动进行使得第三光电编码单元1232持续的输出包含至少一个E脉冲和/或F脉冲的滚转面转动控制脉冲信号。该滚转面转动控制脉冲信号则用于控制云台11在滚转面转动。可以理解到，当滚转面摇轮本体1231的转轮正转时可输出E脉冲在前而F脉冲在后的滚转面转动控制脉冲信号，反之则可输出E脉冲在后而F脉冲在前的滚转面转动控制脉冲信号。

第三控制速率调节单元1233为集成电路芯片，其封装可呈现为旋钮状。第三控制速率调节单元1233基于用户对其的转动，可生成一个滚转面转动速率比例信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据滚转面转动速率比例信号来控制云台11在滚转面的转动速率。

第三方向选择单元1234为集成电路芯片，其封装可呈现为控制杆状。当第三方向选择单元1234的控制杆位于初始位置时，第三方向选择单元1234无法生成任何信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据未接收到第三方向选择单元1234的任何信号而不接收第三光电编码单元1232输出的滚转面转动控制脉冲信号。当用户将第三方向选择单元1234的控制杆拨动至第五位置时，则第三方向选择单元1234可触发生成一个第三同向控制信号至控制通信模块140，以使控制通信模块140根据第三同向控制信号来控制云台11的滚转转动方向与用户转动滚转面摇轮本体1231的转轮的方向相同；且由于滚转面摇轮本体1231可发光，第三方向选择单元1234还生成第五电信号加载至滚转面摇轮本体1231，以使滚转面摇轮本体1231根据第五电信号点亮为第一颜色来表示当前的控制为同向转动控制。反之，当用户将第三方向选择单元1234的控制杆拨动至第六位置时，则第三方向选择单元1234可触发生成一个第三反向控制信号至控制通信模块140以使控制通信模块140根据第三反向控制信号来控制云台11的滚转转动方向与用户转动滚转面摇轮本体1231的转轮的方向相反；且第三方向选择单元1234还生成第六电信号至滚转面摇轮本体1231，以使滚转面摇轮本体1231根据第三电信号点亮为第二颜色来表示当前的控制为反向转动控制。

也如图3和图4所示，记录触发模块130可以为具备按钮的集成电路芯片。其中，记录触发模块130呈现出的封装可具备几个用于用户使用的按钮，其分别为：录制、停止、播放和返回。具体的，当用户按压：“录制”按钮时，记录触发模块130基于用户的操作可生成一对应的记录触发指令至控制通信模块140，以使控制通信模块140开始将获得的姿态控制数据或转动控制数据存储。当用户按压：“停止”按钮时，记录触发模块130基于用户的操作可生成一对应的记录触发指令至控制通信模块140，以使控制通信模块140停止存储获得的姿态控制数据或转动控制数据。当用户按压：“返回”按钮时，记录触发模块130基于用户的操作可生成一对应的返回指令至控制通信模块140，以使控制通信模块140基于存储的姿态控制数据或转动控制数据生成返回控制指令至云台11，以控制所述云台11从目标位置移动至初始位置。又当用户按压：“播放”按钮时，记录触发模块130基于用户的操作可生成一对应的执行指令至控制通信模块140，以使控制通信模块140基于存储的姿态控制数据或转动控制数据生成执行控制指令至云台11，以控制所述云台11从初始位置移动至目标位置。

也如图3和图4所示，控制通信模块140为多个电路芯片的集成，即控制通信模块140可以包括：模式选择单元141、主控单元142、无线通信单元143和RS232接口单元144。其中，三轴控制摇轮120、姿态传感模块110和记录触发模块130均与主控单元142连接，模式选择单元141、无线通信单元143和RS232接口单元144均与主控单元142连接，无线通信单元143用于与云台11无线通信连接，而RS232接口单元144用于与云台11有线通信连接。

模式选择单元141为集成电路芯片，其封装可呈现为旋钮状。当模式选择单元141的旋钮位于第一位置时，模式选择单元141可生成并输出执行姿态控制模式信号至连接的主控单元142。当模式选择单元141的旋钮位于第二位置时，模式选择单元141可生成并输出执行摇轮控制模式信号至连接的主控单元142。

主控单元142可以为具备信号处理能力的集成电路芯片，例如，主控单元142可以为STM32系列的单片机。主控单元142首先可根据获得执行姿态控制模式信号或执行摇轮控制模式信号来相应的选择当前是处于姿态控制模式还是处于摇轮控制模式。

当处于姿态控制模式时，主控单元142可选择与姿态传感模块110进行交互。进一步的，主控单元142可根据从姿态传感模块110获得姿态控制信号，并根据姿态控制信号生成姿态控制数据。进一步的，主控单元142再根据姿态控制数据实时同步的生成移动控制信号通过无线通信单元143和RS232接口单元144发送至云台11，以控制云台11的朝向进行相应的运动，即在该姿态控制模式下，主控单元142以当前的姿态控制信号的三轴的角度和角加速度去对应控制云台11的朝向运动。其中，移动控制信号为PPM信号(Pulse PositionModulation、脉冲调制信号)，且三轴的角度和角加速度的正向越大，则PPM信号的脉宽越大于1.5，反之，三轴的角度和角加速度的反向越大，则PPM信号的脉宽越小于1.5。当主控单元142接收到记录触发模块130发送的记录触发指令，主控单元142开始将生成姿态控制数据存储。例如，主控单元142将姿态控制数据存储即可以为主控单元142以30ms的采样速率采样每个时间点的三轴的角度和角加速度。当主控单元142接收到记录触发模块130发送的记录停止指令，主控单元142则停止存储姿态控制数据。进而主控单元142依次接收到记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，在主控单元142首先根据该时间段内的姿态控制数据通过无线通信单元143和RS232接口单元144同步的控制云台11从初始位置移动至目标位置，并也将该时间段内的姿态控制数据存储。进一步的，当主控单元142再接收到记录触发模块130发送的返回指令时，主控单元142则可基于存储的姿态控制数据生成返回控制指令通过无线通信单元143和RS232接口单元144发送至云台11，同步的控制云台11从目标位置移动至初始位置。再者，当主控单元142再接收到记录触发模块130发送的执行指令时，主控单元142则可基于存储的姿态控制数据生成执行控制指令通过无线通信单元143和RS232接口单元144发送至云台11，同步的控制云台11再从初始位置移动至目标位置。

当处于摇轮控制模式时，主控单元142可选择与三轴控制摇轮120进行交互。进一步的，主控单元142可根据从三轴控制摇轮120获得转动控制信号，并根据转动控制信号生成转动控制数据。具体的，转动控制信号包括：水平面转动控制脉冲信号、垂直面转动控制脉冲信号和滚转面转动控制脉冲信号中的至少一种，那么对应的转动控制数据则包括：水平面转动控制数据、垂直面转动控制数据和滚转面转动控制数据。主控单元142生成的水平面转动控制数据、垂直面转动控制数据中滚转面转动控制数据，对任意一种数据的生成方式和其它数据的生成方式均相同，为避免累述，本实施例以生成水平面转动控制数据来做具体说明，但不作为限定。

在持续的获得水平面转动控制脉冲信号的过程中，主控单元142可计算单位时间内所获得的水平面转动控制脉冲信号中脉冲总数，以及根据脉冲来获得转动方向是正转还是反转。而该单位时间的脉冲总数、以及转动方向则表征为所生成的水平面转动控制数据。进一步的，主控单元142再根据第一控制速率调节单元1213发送的水平面转动速率比例信号对水平面转动控制数据进行调制。例如，水平面转动速率比例信号中的比例为2，则调制过程为将水平面转动控制数据中单位时间内的脉冲总数再乘以2。可以理解的是，基于水平面转动速率比例信号对水平面转动控制数据进行增益调制，可调节用户控制云台11转动的灵敏度，水平面转动速率比例信号中比例越高，则控制的灵敏度越大。之后，主控单元142根据该调至后的水平面转动控制数据生成PPM的水平面转动控制信号，其中，正向转动数量越快，单位时间内的脉冲总数越多，则PPM信号的脉宽越大于1.5，反之，反向转动数量越快，单位时间内的脉冲总数越多，则PPM信号的脉宽越小于1.5。之后，主控单元142还获得第一方向选择单元1214发送的第一同向控制信号或第一反向控制信号。若主控单元142获得第一同向控制信号，则主控单元142原样输出该水平面转动控制信号，若主控单元142获得第一反向控制信号，则主控单元142反向原样输出该水平面转动控制信号，例如，水平面转动控制信号原样的脉宽为1.7，基于第一反向控制信号，主控单元142将反向原样输出的水平面转动控制信号的脉宽调制为1.3。进一步的，主控单元142通过将同向或反向原样输出的水平面转动控制信号通过无线通信单元143和RS232接口单元144输出至云台11，则可相应的控制云台11在水面的转动。

也当主控单元142接收到记录触发模块130发送的记录触发指令，主控单元142开始将生成的转动控制数据存储，即主控单元142开始将生成的水平面转动控制数据、垂直面转动控制数据和滚转面转动控制数据均存储。其中，主控单元142对任意一种数据的存储方式和其它数据的存储方式均相同，为避免累述，本实施例以存储水平面转动控制数据来做具体说明，但不作为限定。

其中，主控单元142以30ms的采样速率采样存储每个时间点水平面转动控制数据中：单位时间内的脉冲总数、水平面转动速率比例信号中的比例和当前为同向控制还是反向控制。

当主控单元142接收到记录触发模块130发送的记录停止指令，主控单元142则停止存储转动控制数据。进而主控单元142依次接收到记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，在主控单元142首先根据该时间段内的转动控制数据通过无线通信单元143和RS232接口单元144同步的控制云台11从初始位置移动至目标位置，并也将该时间段内的转动控制数据存储。进一步的，当主控单元142再接收到记录触发模块130发送的返回指令时，主控单元142则可基于存储的转动控制数据生成返回控制指令通过无线通信单元143和RS232接口单元144发送至云台11，同步的控制云台11从目标位置移动至初始位置。再者，当主控单元142再接收到记录触发模块130发送的执行指令时，主控单元142则可基于存储的转动控制数据生成执行控制指令通过无线通信单元143和RS232接口单元144发送至云台11，同步的控制云台11再从初始位置移动至目标位置。

在本实施例中，无线通信单元143和RS232接口单元144均可以为集成电路芯片。其中，无线通信单元143可以为具备天线的常规型号的无线发射电路芯片。无线通信单元143则可通过无线网络与云台11进行通信，从而实现了主控单元142与云台11之间的数据交互。RS232接口单元144可以为RS232的接口电路芯片，RS232接口单元144通过RS232数据总线与云台11进行有线通信，从而也实现了主控单元142与云台11之间的数据交互。

在本发明第二实施例提供了的云台控制装置100中，为便于用户的使用云台控制装置100，云台控制装置100还包括：壳体150。其中，三轴控制摇轮120中：水平面转动控制摇轮121、水平面摇轮本体1211、第一光电编码单元1212、第一控制速率调节单元1213、第一方向选择单元1214、第一方向指示灯1215、垂直面转动控制摇轮122、垂直面摇轮本体1221、第二光电编码单元1222、第二控制速率调节单元1223、第二方向选择单元1224、第二方向指示灯1225、滚转面转动控制摇轮123、第三光电编码单元1232、第三控制速率调节单元1233和第三方向选择单元1234均安装在该壳体150上。RS232接口单元144、模式选择单元141和记录触发模块130也安装在该壳体150上。此外，主控单元142、无线通信单元143和姿态传感模块110则均安装在壳体150内。

第三实施例

请参阅图5，本发明第三实施例提供了一种云台控制方法，该云台控制方法应用于云台控制装置中用于连接外部云台的控制通信模块。其中，该云台控制方法包括：步骤S100、步骤S200和步骤S300。

步骤S100：处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述姿态控制信号生成的姿态控制数据控制所述云台在从初始位置移动至目标位置；

步骤S200：当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置；

步骤S300：当获得所述记录触发模块发送的执行指令时，基于所述姿态控制数据生成执行控制指令至所述云台，以再控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体执行过程，可以参考前述系统、装置和单元的实施例中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种云台控制装置、方法及系统。其中，云台控制装置，包括：姿态传感模块、记录触发模块、以及与姿态传感模块和记录触发模块均连接的控制通信模块，控制通信模块用于与外部的云台连接。姿态传感模块，用于基于用户的操作生成对应的姿态控制信号。控制通信模块，用于处于姿态控制模式时，在依次获得记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据姿态控制信号生成的姿态控制数据控制云台从初始位置移动至目标位置；当获得记录触发模块发送的返回指令时，基于姿态控制数据生成返回控制指令至云台，以控制云台从目标位置移动至初始位置。

姿态传感模块首先可基于用户的操作生成对应的姿态控制信号至控制通信模块。控制通信模块处于姿态控制模式时，控制通信模块在依次获得记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，控制通信模块可以将根据姿态控制信号生成的姿态控制数据存储。且控制通信模块还基于姿态控制数据控制云台从初始位置移动至目标位置。当云台的位置需要再次调整以使控制通信模块获得记录触发模块发送的返回指令时，则控制通信模块基于存储的姿态控制数据生成返回控制指令至云台，以自动控制所述云台从目标位置移动至初始位置，从而自动对云台位置进行调整。因此，通过控制通信模块存储控制云台的姿态控制数据，使得控制通信模块可基于该姿态控制数据自动完成后续对云台位置的控制调整，进而避免了对用户的时间和精力的耗费，增强了云台的适用性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种云台控制装置，其特征在于，包括：姿态传感模块、记录触发模块、以及与所述姿态传感模块和所述记录触发模块均连接的控制通信模块，所述控制通信模块用于与外部的云台连接；

所述姿态传感模块，用于基于用户的操作生成对应的姿态控制信号；

所述控制通信模块，用于处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述姿态控制信号生成的姿态控制数据控制所述云台从初始位置移动至目标位置；当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置；

所述云台控制装置还包括：与所述控制通信模块连接的三轴控制摇轮；

所述三轴控制摇轮，用于基于所述用户转动所述三轴控制摇轮中的至少一个摇轮而生成对应的转动控制信号；

所述控制通信模块，用于处于摇轮控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述转动控制信号生成的转动控制数据控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置；当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述转动控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置；

其中，所述姿态传感模块为多轴姿态传感器。

2.根据权利要求1所述的云台控制装置，其特征在于，所述三轴控制摇轮包括：分别与所述控制通信模块连接的水平面转动控制摇轮、垂直面转动控制摇轮和滚转面转动控制摇轮；

所述水平面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述水平面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在水平面转动的水平面转动控制脉冲信号，将所述水平面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块；

所述垂直面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述垂直面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在垂直面转动的垂直面转动控制脉冲信号，将所述垂直面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块；

所述滚转面转动控制摇轮，用于基于所述用户转动所述滚转面转动控制摇轮而对应生成用于控制所述云台在滚转面转动的滚转面转动控制脉冲信号，将所述滚转面转动控制脉冲信号发送至所述控制通信模块；

其中，所述转动控制信号包括：所述水平面转动控制脉冲信号、所述垂直面转动控制脉冲信号和所述滚转面转动控制脉冲信号中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的云台控制装置，其特征在于，所述控制通信模块包括：与所述三轴控制摇轮、所述姿态传感模块和所述记录触发模块均连接的主控单元、分别与所述主控单元连接的模式选择单元和无线通信单元，所述无线通信单元用于与所述云台无线通信连接。

4.根据权利要求3所述的云台控制装置，其特征在于，所述控制通信模块还包括：与所述主控单元连接的RS232接口单元，所述RS232接口单元用于与所述云台有线通信连接。

5.根据权利要求4所述的云台控制装置，其特征在于，所述云台控制装置还包括：壳体，所述三轴控制摇轮、所述RS232接口单元、所述模式选择单元和所述记录触发模块均安装在所述壳体上，所述主控单元、所述无线通信单元和姿态传感模块均安装在所述壳体内。

6.一种云台控制方法，其特征在于，应用于云台控制装置中用于连接外部云台的控制通信模块，所述云台控制装置还包括：与所述控制通信模块连接的姿态传感模块和记录触发模块；所述方法包括：

用于基于用户的操作生成对应的姿态控制信号；

处于姿态控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述姿态控制信号生成的姿态控制数据控制所述云台在从初始位置移动至目标位置；

当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置；

云台控制装置还包括：与所述控制通信模块连接的三轴控制摇轮；所述三轴控制摇轮，用于基于所述用户转动所述三轴控制摇轮中的至少一个摇轮而生成对应的转动控制信号；所述方法还包括：

处于摇轮控制模式时，在依次获得所述记录触发模块发送的记录触发指令和记录停止指令而形成的时间段内，根据所述转动控制信号生成的转动控制数据控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置；

当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于所述转动控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置；

其中，所述姿态传感模块为多轴姿态传感器。

7.根据权利要求6所述的云台控制方法，其特征在于，所述当获得所述记录触发模块发送的返回指令时，基于存储的所述姿态控制数据生成返回控制指令至所述云台，以控制所述云台从所述目标位置移动至所述初始位置之后，所述方法还包括：

当获得所述记录触发模块发送的执行指令时，基于所述姿态控制数据生成执行控制指令至所述云台，以再控制所述云台从所述初始位置移动至所述目标位置。

8.一种云台控制系统，其特征在于，包括：云台和如权利要求1-5任一权项所述的云台控制装置，所述云台与所述云台控制装置连接。