CN108279708B - 一种云台自动校准方法、装置以及云台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及云台技术领域，公开了一种云台自动校准方法、装置以及云台。其中该云台自动校准方法包括：获取云台的运行温度；根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；获取云台的当前运动信息；根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台。本实施例中的云台自动校准方法能够满足使云台在温度变化时能够自动校准，从而使得云台更稳定。

Description

一种云台自动校准方法、装置以及云台

技术领域

本发明涉及云台技术领域，特别是涉及一种云台自动校准方法、系 统以及云台。

背景技术

云台是安装、固定摄像机或手机等终端的支撑设备。电动云台适用 于较大视角的拍摄，可以扩大摄像机的可视范围。电动云台的电动机接 收控制器的控制信号精确地运行对云台定位。三轴增稳云台是电动云台 中的一种，随着用户对拍摄质量要求的提高，三轴增稳云台得到了越来 越多用户的青睐。

三轴增稳云台为实现搭载物姿态稳定控制的装置，使搭载物在运动 中保持其姿态的稳定。在商业航拍、空中巡航监视等的实际工作中，大 多使用增稳云台为摄像头稳定工作提供条件，以保持拍摄画面的清晰或 者影像的稳定。以搭载物为摄像机为例，应用增稳云台后可以使摄像机 在运动过程中拍摄出平稳的画面。其中，该增稳云台主要包括稳定轴、 惯性测量系统和电机，电机安装在稳定轴上，通过惯性测量单元对电机 的转动角度进行调整，从而实现云台的校准。在环境温度发生变化时, 增稳云台的稳定轴会发生漂移，需要不断对其进行手动校准,操作非常 不方便,影响用户的使用体验。

中国专利申请第201610893832.X号公开了一种云台漂移的补偿方 法、装置、云台和无人机，应用于无人机技术领域。其中，所述补偿方 法包括：通过云台上的图像采集装置采集的第一图像和第二图像获取云 台的漂移角度，控制云台移动以补偿所述漂移角度。但是，通过捕获两 幅相邻的第一图像和第二图像，通过图像处理识别出漂移角度再进行补偿，该补偿方案是在漂移已经发生并影响到成像的情况下的补偿，矫正 不及时，并且需要先捕获图像再进行图像处理补偿，过程较慢，影响用 户的拍摄体验。

因此，现有的云台校准技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种云台自动校准方法、装置以及云台，使 云台在温度变化时能够自动校准，从而使得云台更稳定。

第一方面，本发明提供一种云台自动校准方法，包括以下步骤：获 取云台的运行温度；根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；获 取云台的当前运动信息；根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准 所述云台。

其中，所述方法还包括：计算所述当前运动信息与预设平衡参数的 偏差；若所述偏差大于阈值，根据所述偏差调整所述修正参数。

其中，所述根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台， 包括：启动所述云台的电机；根据所述修正参数，控制所述电机对所述 当前运动信息进行调整，以校准所述云台。

其中，所述修正参数包括平移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和 俯仰轴的修正参数；所述当前运动信息包括平移轴的当前运动信息、横 滚轴的当前运动信息和俯仰轴的当前运动信息；所述根据所述修正参数 和所述当前运动信息，校准所述云台，具体为：根据所述平移轴的修正 参数和所述平移轴的当前运动信息，校准所述云台的平移轴；根据所述横滚轴的修正参数和所述横滚轴的当前运动信息，校准所述云台的横滚 轴；根据所述俯仰轴的修正参数和所述俯仰轴的当前运动信息，校准所 述云台的俯仰轴。

第二方面，本发明实施例提供一种云台自动校准装置，包括：温度 获取单元，用于获取云台的运行温度；修正参数获取单元，用于根据所 述运行温度，获取所述云台的修正参数；当前运动获取单元，用于获取 云台的当前运动信息校准单元，用于根据所述修正参数和所述当前运动 信息，校准所述云台。

其中，所述装置还包括：计算单元，用于计算所述当前运动信息与 预设平衡参数的偏差；修正参数调整单元，用于若所述偏差大于阈值， 根据所述偏差调整所述修正参数。

其中，所述校准单元包括：启动子单元，用于启动所述云台的电机； 校准子单元，用于根据所述修正参数，控制所述电机对所述当前运动信 息进行调整，以校准所述云台。

其中，所述修正参数包括平移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和 俯仰轴的修正参数；所述当前运动信息包括平移轴的当前运动信息、横 滚轴的当前运动信息和俯仰轴的当前运动信息；所述根据所述修正参数 和所述当前运动信息，校准所述云台，具体为：根据所述平移轴的修正 参数和所述平移轴的当前运动信息，校准所述云台的平移轴；根据所述横滚轴的修正参数和所述横滚轴的当前运动信息，校准所述云台的横滚 轴；根据所述俯仰轴的修正参数和所述俯仰轴的当前运动信息，校准所 述云台的俯仰轴。

第三方面，本发明实施例提供一种云台，包括：至少一个处理器； 以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储 有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理 器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的云台自动校准方法。

第四方面，本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质， 所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算 机可执行指令用于使计算机执行上述的云台自动校准方法。

本发明有益效果是：本技术方案的云台自动校准方法通过获取云台 的运行温度；根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；获取云台 的当前运动信息；根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云 台，从而能够使云台在温度变化时自动校准，从而使得云台更稳定。

附图说明

图1为本发明实施例提供一种云台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供一种云台的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供一种云台自动校准方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的三轴示意图；

图5为本发明实施例提供一种云台自动校准装置的结构示意图。

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明白，下面结 合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施 例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

请参考图1，图1为本发明实施例提供一种云台的结构示意图。如 图1所示，该云台100包括夹持装置1和用于带动夹持装置1转动的云 台组件2，其中，夹持装置1用于装夹摄像设备3。

云台组件2包括平移轴10、横滚轴20、俯仰轴30、处理器201和 存储器202。平移轴10、横滚轴20和俯仰轴30在空间呈正交分布。其 中，平移轴10设有平移轴电机11、平移轴加速度计12和平移轴陀螺仪 13；横滚轴20设有横滚轴电机21、横滚轴加速度计22和横滚轴陀螺仪 23；俯仰轴20设有俯仰轴电机31、俯仰轴加速度计32和俯仰轴陀螺仪 33。

其中，平移轴加速度计12、横滚轴加速度计22和俯仰轴加速度计 32用于获取云台100的加速度运动信息，平移轴陀螺仪13、横滚轴陀 螺仪23和俯仰轴陀螺仪33用于获取云台100的角速度运动信息。平移 轴电机11、横滚轴电机21和俯仰轴电机31可根据一个或多个电机信号 相应转动，使得夹持装置1可绕平移轴10、横滚轴20、俯仰轴30中的 至少一个转动，使得摄像设备3转向预定的方向、位置，或者保持预定 的位置或姿态。

其中，请参阅图2，处理器40和存储器50可以通过总线或者其他 方式连接，图2中以通过总线连接为例。处理器40可以用于根据加速 度运动信息和角速度运动信息，计算云台100的姿态信息，并根据该姿 态信息输出一个或多个电机信号。其中，电机信号可驱动平移轴电机11、 横滚轴电机21和俯仰轴电机31的正转、反转和调节转速。存储器50 作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、 非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的云台自动校 准的方法对应的程序指令/模块。存储器50可以包括高速随机存取存储 器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器 件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器50可选 包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网 络连接至处理器40。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、 局域网、移动通信网及其组合。所述程序指令/模块存储在所述存储器 50中，当被所述一个或者多个处理器40执行时，执行本发明实施例中 的云台自动校准的方法。

可选地，云台组件2还包括竖向连接臂40和横向连接臂50，竖向 连接臂40呈竖向布置，且竖向连接臂40的两端分别与平移轴10和横 滚轴20固定连接；横向连接臂50呈横向布置，且横向连接臂50的两 端分别与横滚轴20和俯仰轴30固定连接。具体地，平移轴10转动带 动竖向连接臂40转动，与竖向连接臂40连接的横滚轴20转动；横滚 轴20转动带动横向连接臂50转动，与横向连接臂50连接的俯仰轴30 转动，如此，摄像设备3在夹持装置1的装夹以及在平移轴10、横滚轴 20和俯仰轴30的转动带动下，在空间内实现三轴转动，从而实现了控 制摄像设备3多维度旋转。

可选地，平移轴10底部连接有手柄4，手柄4的设置便于供人握持， 同时也可以在手柄4内部设置控制板，通过控制板电性连接到摄像设备 3，并同时在手柄4外部设置控制按钮，如此，可以通过按动控制按钮 以控制摄像设备3的开、关以及各功能的启动和关闭。

在本实施例中，摄像设备3可以理解为具有摄像功能的移动终端， 该移动终端可以手机、平板电脑或者相机等等。用户可以从应用市场上 下载云台应用程序对应的安装包在移动终端内，并在移动终端安装手持 云台应用程序。进一步的，当用户通过手持云台控制移动终端时，用户 可以打开云台应用程序与移动终端的蓝牙模组，云台通过蓝牙连接与移 动终端通讯。再进一步的，用户通过操作云台，借助云台应用程序，完 成与移动终端之间的互动，例如：控制移动终端实现拍摄功能等等。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供一种云台自动校准方法的流 程示意图。该方法可以应用于上述实施例中所述的云台100，该方法200 包括：

210、获取云台的运行温度。

上述“运行温度”为在当前温度环境下云台的机体温度，例如，当 前环境下，云台的外部环境温度为20℃，云台的机体温度为21℃， 则云台的运行温度为21℃。在本实施例中，可以通过在云台设置温度 传感器采集云台的温度信息，进行获取云台的运行温度。

220、根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数。

由于平移轴陀螺仪13、横滚轴陀螺仪23和俯仰轴陀螺仪33在温度 改变时会发生温度漂移，使其测得的数据有偏差，因此，需对云台的当 前平衡状态进行调整，以使云台能够稳定运行。

上述“修正参数”为在根据该运行温度下匹配对应的预先设置后的 修正参数，以使云台能够根据该修正参数进行校准。该修正参数包括平 移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和俯仰轴的修正参数，其中，平移 轴的修正参数包括平移轴的加速度修正参数和平移轴的角速度修正参 数，横滚轴的修正参数包括横滚轴的加速度修正参数和横滚轴的角速度 修正参数，俯仰轴的修正参数包括俯仰轴的加速度修正参数和俯仰轴的 角速度修正参数。例如。获取到云台的运行温度为20℃，根据该运行 温度获取修正参数为：平移轴：加速度修正参数为-0.1，角速度修正参 数为-0.2，横滚轴：加速度修正参数为0，角速度修正参数为-0.3，俯 仰轴：加速度修正参数为+0.1，角速度修正参数为+0.2。

230、获取云台的当前运动信息。

上述“当前运动信息”为云台在当前环境下的平衡参数，该当前运 动信息包括平移轴的当前运动信息、横滚轴的当前运动信息和俯仰轴的 当前运动信息，其中，如图4所示，分别以x轴、y轴、z轴表示平移 轴10、横滚轴20、俯仰轴30，则平移轴的当前运动信息包括平移轴的 当前加速度G_x和平移轴的当前角速度

横滚轴的当前运动信息包括横 滚轴的当前加速度G_y和横滚轴的当前角速度

俯仰轴的当前运动信息 包括俯仰轴的当前加速度G_z和俯仰轴的当前角速度

平移轴的当前加 速度可以通过设于云台100的平移轴加速度计12获取，平移轴的当前 角速度可以通过设于云台100的平移轴陀螺仪13获取；横滚轴的当前 加速度可以通过设于云台100的横滚轴加速度计22获取，横滚轴的当 前角速度可以通过设于云台100的横滚轴陀螺仪23获取；俯仰轴的当 前加速度可以通过设于云台100的俯仰轴加速度计32获取，俯仰轴的 当前角速度可以通过设于云台100的俯仰轴陀螺仪33获取。

240、根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台。

在本实例中，根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云 台具体可以为：根据平移轴的修正参数和平移轴的当前运动信息，校准 云台100的平移轴10；根据横滚轴的修正参数和横滚轴的当前运动信息， 校准云台100的横滚轴20；根据俯仰轴的修正参数和俯仰轴的当前运动 信息，校准云台100的俯仰轴30。例如，假设预先设置在20℃下云台100的修正参数为：平移轴：加速度-0.1，角速度-0.2，横滚轴：加速 度0，角速度-0.3，俯仰轴：加速度+0.1，角速度+0.2；若云台100在 20℃的当前运动信息为：平移轴：加速度a1、角速度a2，横滚轴：加 速度b1、角速度b2，俯仰轴：加速度c1、角速度c2，则根据修正参数 和当前运动信息，平移轴10加速度修正为a1+(-0.1)，角速度修正为 a2+(-0.2)，横滚轴20加速度修正为b1+0，角速度修正为b2+(-0.3)， 俯仰轴30加速度修正为c1+(+0.1)，角速度修正为b2+(+0.2)。通过 上述方式，自动对云台100的平衡状态进行校准，使得云台100在不同温度下能够稳定工作。

可选地，步骤240可以包括：241、启动所述云台的电机；242、根 据所述修正参数，控制所述电机对所述当前运动信息进行调整，以校准 所述云台。电机包括分别设于平移轴10、横滚轴20、俯仰轴30的平移 轴电机11、横滚轴电机21、俯仰轴电机31，根据平移轴修正参数，控 制平移轴电机11转动，以调整平移轴的当前运动信息；根据横滚轴修 正参数，控制横滚轴电机21转动，以调整横滚轴的当前运动信息；根 据俯仰轴修正参数，控制俯仰轴电机31转动，以调整俯仰轴的当前运 动信息，从而使得云台100的平衡状态被自动校准。

可选地，该方法200还包括：251、计算所述当前运动信息与预设 平衡参数的偏差；252、若所述偏差大于阈值，根据所述偏差调整所述 修正参数。上述“预设平衡参数”为云台100预先设置的、在不同温度 下的标准平衡参数。在完全理想情况下，当前运动信息与预设平衡参数 的偏差等于修正参数，但由于环境误差，导致偏差与修正参数存在一定 的误差。上述“阈值”为预先设置的可接受的最大误差值。将当前运动 信息与预设平衡参数的偏差与阈值进行比较，若偏差大于阈值，则先根 据偏差对修正参数进行调整，再根据调整后的修正参数校准云台；若偏 差小于或等于阈值，则直接根据获取的修正参数校准云台。例如，假设 阈值为(M1,M2,M3)，修正参数为(N1,N2,N3)，假设当前运动信息为(A1， A2，A3)，预设平衡参数为(B1,B2,B3)，偏差为(A1-B1，A2-B2，A3-B3)， 若A1-B1>M1，A2-B2>M2，A3-B3>M3,则将修正参数(N1,N2,N3)调整为 (N1+M1，N2+M2,N3+M3),再根据调整后的修正参数校准云台100。

本实施例中的云台自动校准方法200通过获取云台的运行温度；根 据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；获取云台的当前运动信息； 根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台。通过以上方式， 本实施例能够使云台在温度变化时能够自动校准，从而使得云台更稳定。

请参阅图5，图5为本发明实施例提供一种云台自动校准装置的结 构示意图。该装置可以应用于上述实施例中所述的云台100，该装置300 包括温度获取单元310、修正参数获取单元320、当前运动获取单元330 和校准单元340。其中，温度获取单元310用于获取云台的运行温度； 修正参数获取单元320用于根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；当前运动获取单元330用于获取云台的当前运动信息；校准单元340 用于根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台。

其中，该装置300还包括：计算单元351，用于计算所述当前运动 信息与预设平衡参数的偏差；修正参数调整单元352，用于若所述偏差 大于阈值，根据所述偏差调整所述修正参数。

其中，校准单元340包括：启动子单元341，用于启动所述云台的 电机；校准子单元342，用于根据所述修正参数，控制所述电机对所述 当前运动信息进行调整，以校准所述云台。

其中，所述修正参数包括平移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和 俯仰轴的修正参数；所述当前运动信息包括平移轴的当前运动信息、横 滚轴的当前运动信息和俯仰轴的当前运动信息；所述校准单元340具体 为：根据所述平移轴的修正参数和所述平移轴的当前运动信息，校准所 述云台的平移轴；根据所述横滚轴的修正参数和所述横滚轴的当前运动 信息，校准所述云台的横滚轴；根据所述俯仰轴的修正参数和所述俯仰 轴的当前运动信息，校准所述云台的俯仰轴。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突 的前提下，装置实施例的内容可以引用方法实施例的，在此不赘述。

本实施例中的云台自动校准装置300通过温度获取单元310获取云 台100的运行温度，修正参数获取单元320,根据运行温度，获取云台 100的修正参数，当前运动获取单元330,获取云台100的当前运动信息， 然后校准单元340根据修正参数和当前运动信息，校准云台100。通过 以上方式，本实施例的云台自动校准装置使云台在温度变化时能够自动 校准，从而使得云台更稳定。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机 存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个 处理器执行，例如图2中的一个处理器40，可使得上述一个或多个处理 器可执行上述任意方法实施例中的取袋的方法，例如，执行上述任意方 法实施例中的取袋的方法，例如，执行以上描述的图3至图5所示的各 个步骤；也可实现附图5所示的各个模块或单元的功能。

以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分 离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中 的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到 各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过 硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡 献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储 在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令 用直至得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备 等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保 护范围内。

Claims (6)

1.一种云台自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取云台的运行温度；

根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；

获取云台的当前运动信息；

计算所述当前运动信息与预设平衡参数的偏差；

若所述偏差大于阈值，根据所述偏差调整所述修正参数；

所述修正参数包括平移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和俯仰轴的修正参数；

所述当前运动信息包括平移轴的当前运动信息、横滚轴的当前运动信息和俯仰轴的当前运动信息；

根据所述平移轴的修正参数和所述平移轴的当前运动信息，校准所述云台的平移轴；

根据所述横滚轴的修正参数和所述横滚轴的当前运动信息，校准所述云台的横滚轴；

根据所述俯仰轴的修正参数和所述俯仰轴的当前运动信息，校准所述云台的俯仰轴；

其中，所述平移轴的当前运动信息包括所述平移轴的当前加速度与当前角速度，所述横滚轴的当前运动信息包括所述横滚轴的当前加速度与当前角速度，所述俯仰轴的当前运动信息包括所述俯仰轴的当前加速度与当前角速度。

2.根据权利要求1所述的云台自动校准方法，其特征在于，所述根据所述修正参数和所述当前运动信息，校准所述云台，包括：

启动所述云台的电机；

根据所述修正参数，控制所述电机对所述当前运动信息进行调整，以校准所述云台。

3.一种云台自动校准装置，其特征在于，还包括：

温度获取单元，用于获取云台的运行温度；

修正参数获取单元，用于根据所述运行温度，获取所述云台的修正参数；

当前运动获取单元，用于获取云台的当前运动信息；

计算单元，用于计算所述当前运动信息与预设平衡参数的偏差；

修正参数调整单元，用于若所述偏差大于阈值，根据所述偏差调整所述修正参数；

所述修正参数包括平移轴的修正参数、横滚轴的修正参数和俯仰轴的修正参数；

所述当前运动信息包括平移轴的当前运动信息、横滚轴的当前运动信息和俯仰轴的当前运动信息；

根据所述平移轴的修正参数和所述平移轴的当前运动信息，校准所述云台的平移轴；

根据所述横滚轴的修正参数和所述横滚轴的当前运动信息，校准所述云台的横滚轴；

根据所述俯仰轴的修正参数和所述俯仰轴的当前运动信息，校准所述云台的俯仰轴；

其中，所述平移轴的当前运动信息包括所述平移轴的当前加速度与当前角速度，所述横滚轴的当前运动信息包括所述横滚轴的当前加速度与当前角速度，所述俯仰轴的当前运动信息包括所述俯仰轴的当前加速度与当前角速度。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，校准单元包括：

启动子单元，用于启动所述云台的电机；

校准子单元，用于根据所述修正参数，控制所述电机对所述当前运动信息进行调整，以校准所述云台。

5.一种云台，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1至2任一项所述的方法。

6.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机执行权利要求1至2任一项所述的方法。

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