CN108323192B - 手持云台的控制方法和手持云台 - Google Patents

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Abstract

一种手持云台的控制方法和设备及手持云台，能够实现多样化运动的跟随。该方法包括：获取第一输入指令；根据所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，所述多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的所述跟随模式，控制所述手持云台的运动，以用于跟随所述输入部或手持构件的运动。

Description

手持云台的控制方法和手持云台
版权申明
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
技术领域
本申请涉及控制领域，并且更具体地，涉及一种手持云台的控制方法和手持云台。
背景技术
手持云台上可以搭载负载，用于负载的固定，随意调节负载的姿态(例如，改变负载的高度、倾角和/或方向)，或者用于负载稳定保持在确定的姿态上。例如，在负载为拍摄设备时，其搭载在手持云台上可以实现稳定、流畅且多角度拍摄。
手持云台上的拍摄设备拍摄的运动通常是多样化的。因此，在一些场景下，用户可能会急速转动手持云台。
如何控制手持云台的运动，可以实现对多样化运动的跟踪是一项亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种手持云台的控制方法和设备，以及手持云台，能够实现对多样化运动的跟随。
一方面，提供了一种手持云台的控制方法，包括：获取第一输入指令；根据该第一输入指令，从用于跟随该手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的该跟随模式，控制该手持云台的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动。
另一方面，提供了一种控制设备，包括获取单元、选择单元和控制单元；其中，该获取单元用于：获取第一输入指令；该选择单元用于：根据该第一输入指令，从用于跟随手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；该控制单元用于：利用选择的该跟随模式，控制该手持云台的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动。
另一方面，提供了一种手持云台，包括：支架设备、输入部、手持构件以及处理器；该支架设备与该输入部连接；该手持构件与输入部连接；该支架设备包括：串联连接的至少一个转轴组件，该至少一个转轴组件的一端连接与该输入部，另一端连接于拍摄设备，该转轴组件包括转轴臂和用于带动该转轴臂运动的电机；输入部用于：获取第一输入指令；处理器用于：根据该输入部获取的该第一输入指令，从用于跟随该手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的该跟随模式，控制该至少一个转轴组件的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动。
另一方面，提供了一种计算机存储介质，该介质用于存储代码，该代码用于：获取第一输入指令；根据该第一输入指令，从用于跟随该手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的该跟随模式，控制该手持云台的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动。
另一方面，提供了一种计算机程序产品，该程序产品包括代码，该代码用于：获取第一输入指令；根据该第一输入指令，从用于跟随该手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的该跟随模式，控制该手持云台的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动。
因此，在本申请实施例中，根据该第一输入指令，从用于跟随手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的该跟随模式，控制该手持云台的运动，以用于跟随该输入部或手持构件的运动，可以实现针对不同的运动，选择相应的跟随模式，因此，可以实现对多样化运动的跟随。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的手持云台的示意性图。
图2是根据本申请实施例的手持云台的控制方法的示意性图。
图3是根据本申请实施例的手持云台的控制方法的示意性图。
图4是根据本申请实施例的手持云台的控制设备的示意性框图。
具体实施方式
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描述，显然，所描述的实施例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，本申请实施例中当一组件与另一组件“固定连接”或“连接”，或者，一组件“固定于”另一组件时，它可以直接在另一组件上，或者也可以存在居中的组件。
除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
手持云台上可以承载负载(例如，拍摄设备)，用于负载的固定，改变负载的高度、倾角和/或方向，或者用于负载稳定保持在确定的姿态上。
本申请实施例的手持云台也可以用于承载非拍摄设备的其它设备。本申请实施例的手持云台也可以是具有其它的名字，例如，负载支持架等，本申请实施例对此不作具体限定。
以下将结合图1，对本申请实施例中的手持云台100进行说明。
图1是根据本申请实施例的手持云台100的示意性流程图。如图1所示，该手持云台100包括支架设备110、与所述支架设备110连接的输入部120、可拆卸地安装于所述输入部120的手持构件130。所述支架设备110通过所述输入部120连接于手持构件130。
所述支架设备110包括：具有俯仰(pitch)轴电机113-1和俯仰轴臂113-2的俯仰轴组件，具有横滚(roll)轴电机112-1和横滚轴臂112-2的横滚轴组件，具有偏航(yaw)轴电机111-1和偏航轴臂111-2的偏航轴组件、以及直接连接在了俯仰轴臂113-2的一侧的固定组件115、设置于固定组件115上的包括滑块116和支撑板117的滑动组件，设置于支撑板117上的镜头支架118，以及设置在俯仰轴臂113-2的另一例的定位组件114。其中，所述滑动组件可相对固定组件115滑动，所述拍摄设备设置于所述滑动组件上。具体地，本实施例中，所述滑块116可相对支撑板117滑动，所述支撑板117也可相对所述固定组件115滑动。所述支撑板117可锁定于所述固定组件115。在其它实施例中，所述滑动组件也可只包括可相对所述固定组件115滑动的支撑板117，所述支撑板117直接支撑所述拍摄设备。
其中，俯仰轴电机113-1可以带动俯仰轴臂113-2的运动，横滚轴电机112-1可以带动横滚轴臂112-2的运动，偏航轴电机111-1可以带动偏航轴臂112-2的运动。
所述定位组件114可相对俯仰轴臂113-2转动，所述定位组件114包括一可相对俯仰轴臂113-2转动的转动臂114a以及一可相对转动臂114a滑动且可与所述拍摄设备配合的配合部114b。
使用时，先将拍摄设备固定在所述滑块116上，调节所述滑动组件和所述配合部114b的位置，以使所述配合部114b能与所述拍摄设备的定位部相配合后，锁定滑动组件在所述固定组件150上的位置，以使所述拍摄设备设置于定位组件114和固定组件115之间。镜头支架118可以支撑拍摄设备的镜头，滑动组件中的滑块116或支撑板117的滑动可以配合不同类型的长短镜头，或者配合镜头的拉长与缩短。
固定组件115内可以设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，例如，加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量拍摄设备的姿态和加速度等，或者，IMU也可以设置在定位组件114中。
应理解，支架设备110也可以只包括一个或两个转轴组件。另外，虽然图1中所示，偏航轴组件连接于横滚轴组件的一端，横滚轴组件的另一端连接于俯仰轴组件，但是本申请实施例并不限于此，偏航轴组件、横滚轴组件和俯仰轴组件也可以以其它顺序进行连接。
所述输入部120可以用于输入用户对手持云台100的操作指令，该输入部120可以包括跟随模式输入部件121和控制摇杆122。
其中，控制摇杆122可以控制转轴组件的运动，例如，通过拨动控制摇杆122，实现手持云台100的转轴组件在对应方向的转动。
跟随模式输入部件121可以选择本申请实施例提到的跟随模式。
具体地，该跟随模式输入部件121可以包括左侧的三个指示灯，以及右侧的一个控制按键，其中，控制按键用于选择跟随模式，一个指示灯可以对应一个跟随模式，在对应的跟随模式被选择时，指示灯亮起。
其中，用户可以短按右侧的控制按键来选择普通跟随模式，例如，在手持云台100开启之后，用户短按一次右侧的控制按键，则最右侧的灯亮起，表明选择了最右侧对应的跟随模式，再次短按一次控制按键，最右侧的指示灯灭，中间的指示灯亮起，如果再次操作，则中间的指示灯灭掉，最左侧的指示灯亮起。
用户可以长按最右侧的控制按键，在用户的持续按压期间，手持云台100可以处于急速跟随模式，指示灯均不亮，并在用户不再按键控制按键时，手持云台100的跟随模式回到持续按压之前。
应理解，本申请实施例的跟随模式的选择方式并不限于上述方式。
例如，用户依次短按控制按键时，指示灯从左到右亮起。
以及，上述的指示灯的数量也不限于三个，可以多于三个，也可以少于三个。
或者，在跟随模式输入部件121处，可以没有指示灯，可以设置与跟随模式的数量相同的按键，一个按键对应一个跟随模式。
或者，在跟随模式输入部件121处，可以设置与跟随模式的数量相同的按键，一个按键对应一个跟随模式，每个按键周围可以设置一个指示灯，用于指示该按键对应的跟随模式被选择。
应理解，跟随模式输入部件121也可以位于输入部120的其他部分，例如，控制摇杆122的下方等。
还应理解，输入部120除了可以包括跟随模式输入部件121以及控制摇杆122之外，还可以具有其他部件或者部分，例如，可以具有手持云台100的开关等。
输入部120连接于支架设备110，其中，可以在该输入部120中设置IMU，该IMU可以用于测量输入部的姿态，加速度等。
输入部120可以设置处理器，用于对输入的控制指令进行处理，或者收发信号等。当然，也可以设置于手持构件130中。
可选地，该处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
处理器可以与终端设备进行通信，用户可以通过终端设备上的应用(APP)设置对手持云台100进行控制的参数，例如，可以设置本申请实施例提到的跟随模式对应的速度参数。
或者，在输入部120上，也可以设置显示屏等其他输入接口，用于用户设置各个跟随模式对应的速度参数。
手持构件130可拆卸地连接于输入部120，手持构件130可以是手环或者手柄等，手持构件130上可以设置手持云台100的开关等。也可以在手持构件130加装IMU，可以用于测量手持构件的姿态和加速等。所述手持构件130内设置有为所述手持云台100供电的电池。当所述手持构件130与所述输入部120相机械连接时也同时电性连接。
以上已对手持云台100进行了介绍，以下将介绍如何对手持云台100的运动进行控制。
图2是根据本申请实施例的手持云台100的控制方法200的示意性流程图。该方法200包括以下内容中的至少部分内容。
在210中，处理器获取第一输入指令。
其中，该第一输入指令用于从跟随该手持云台100的输入部120或手持构件130的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，该多种跟随模式之间的跟随速度不同。
具体地，用户可以通过输入部120(例如，通过按键按压的方式)，发送指令给处理器，通知手持云台100需要进入的跟随模式。
可选地，所述输入部120包括至少一个控制按键；处理器可以获取由所述至少一个控制按键中的至少部分按键触发的所述第一输入指令。
例如，对于如图1所示的手持云台100，用户可以按压跟随模式输入部件121中最右侧的控制按键，由该控制按键输入第一输入指令。
可选地，所述输入部120包括的控制按键的数量等于所述跟随模式的数量，一个控制按键触发的所述第一输入指令用于选择一个跟随模式。
具体地，可以在图1所示的手持云台100的跟随模式输入部件121中设置多个控制按键(代替图1所示的一个控制按键和多个指示灯)，每个控制按键对应一个跟随模式。
可选地，所述至少一个控制按键包括第一控制按键；所述处理器在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令期间，选择第二跟随模式。此处提到的第二跟随模式可以是急速跟随模式。
具体地，用户可以持续按压手持云台100中的跟随模式输入部件121中的最右侧的控制按键，并在持续按压期间，控制按键向处理器输出第一输入指令，处理器控制手持云台100进入急速跟随模式。
可选地，在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令结束时，控制所述手持云台100回到所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令之前的状态。
具体地，用户可以持续按压手持云台100中的跟随模式输入部件121中的最右侧的控制按键，并在持续按压期间，控制按键向处理器输出第一输入指令，处理器控制手持云台100进入急速跟随模式。在用户松开该控制按键时，可以进入普通跟随模式，利用普通跟随模式，跟随输入部120或手持构件130的运动。
当然，如果在急速跟随模式之前，是不跟随的状态，也可以回到不跟随的状态，或者，可以选择一个普通跟随模式进行跟随。
可选地，所述多个跟随模式包括多个第一跟随模式；在所述第一输入指令是所述第一控制按键触发的瞬时指令时，从所述多个第一跟随模式中，选择一个第一跟随模式。此处提到的第一跟随模式可以是普通跟随模式。
可选地，按序从所述多个第一跟随模式中，选择所述一个第一跟随模式。
可选地，所述输入部120包括多个指示灯，所述多个指示灯与所述多个第一跟随模式一一对应；处理器在一个所述第一跟随模式被选择时，触发对应的指示灯亮起。
具体地，如图1所示，输入部120中的跟随模式输入部件121可以包括三个指示灯，对应三个普通跟随模式。
其中，用户可以短按右侧的控制按键来选择普通跟随模式，例如，在手持云台100开启之后，用户短按一次右侧的控制按键，则最右侧的灯亮起，表明选择了最右侧对应的跟随模式，再次短按一次控制按键，最右侧的指示灯灭，中间的指示灯亮起，如果再次操作，则中间的指示灯灭掉，最左侧的指示灯亮起。
应理解，本申请实施例中，通过控制按键输入用于手持云台100选择跟随模式的方式还可以有其他实现方式，本申请实施例对此不作具体限定。
可选地，在本申请实施例中，多种跟随模式之间的跟随速度不同可以理解为：最大的跟随速度不同，平均跟随速度不同或者最小跟随速度不同等。
可选地，在本申请实施例中，不进行跟随可以不认为是一种跟随模式。
在220中，根据该第一输入指令，处理器从该多种跟随模式中，选择一种跟随模式。
在230中，处理器利用选择的该跟随模式，控制该手持云台100的运动，以用于跟随该输入部120或手持构件130的运动。
可选地，处理器获取第二输入指令；根据该第二输入指令，确定在选择的该跟随模式下，确定该手持云台100需要运动的转轴组件；利用选择的该跟随模式，控制该需要运动的转轴组件的运动。
具体地，用户可以通过输入部120(假设输入部120中设置有相应的控制部件)或者应用(APP)选择各个转轴组件是否跟随，其中包括横滚轴组件跟随或不跟随、俯仰轴组件跟随或不跟随、偏航轴轴组件跟随或不跟随。由此，处理器在获取到用户输入的指令之后，可以确定需要运动的转轴组件，并控制需要运动的转轴组件的运动。
其中，第二输入指令可以是针对特定的跟随模式的，也就是说，基于该第二输入指令，可以确定特定的跟随模式下需要跟随的转轴组件，而无需基于该第二输入指令，确定其他的跟随模式下需要跟随的转轴组件。
或者，第二输入指令可以针对所有的多个跟随模式，也就是说，基于第二输入指令，确定的需要跟随的转轴组件适用于所有的跟随模式。
可选地，在该多种跟随模式中跟随速度(可以是最大跟随速度，平均跟随速度或最小跟随速度等)最大或超过特定值的跟随模式下，该手持云台100包括的横滚轴臂保持水平或不跟随。
可选地，在该多种跟随模式中跟随速度(可以是最大跟随速度，平均跟随速度或最小跟随速度)最大或超过特定值的跟随模式下，该手持云台100包括的偏航轴臂保持水平或不跟随。
可选地，在该多种跟随模式中跟随速度(可以是最大跟随速度，平均跟随速度或最小跟随速度)最大或超过特定值的跟随模式下，该手持云台100包括的俯仰轴臂保持水平或不跟随。
可选地，该多种跟随模式包括第一跟随模式和第二跟随模式。其中，在该第一跟随模式下，利用计算的第一速度对该手持云台100的运动进行控制。在该第二跟随模式下，利用计算的第一速度和计算的第二速度之和，对该手持云台100的运动进行控制。
也就是，相比于第一跟随模式，第二跟随模式的控制速度可以加上一个第二速度，来实现控制速度高于第一跟随模式的控制速度。
其中，可以将第一跟随模式称之为普通跟随模式，将第二跟随模式称之为急速跟随模式。
以下将分别介绍如何进行第一速度和第二速度的计算。
可选地，该第一速度是根据该手持云台100上的拍摄设备的实际姿态与该输入部120或手持构件130的实际姿态之差确定的。
可选地，将该输入部120或手持构件130的实际姿态，减去该拍摄设备的实际姿态，以及减去死区，以得到该拍摄设备需要调整的姿态量；根据该输入部120或手持构件130的加速度，确定跟随动态变化度；将该拍摄设备需要调整的姿态量，乘以该跟随动态变化度，以及乘以预设的速度系数，得到该第一速度。
可选地，可以利用惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，确定该拍摄设备的实际姿态，其中，该IMU与该拍摄设备之间不存在相对运动，可选地，该IMU可以是定位组件114上设置的IMU，也可以是固定组件115上设置的IMU。
具体地，拍摄设备姿态可以是根据定位组件114或固定组件115上设置的IMU上的陀螺仪和加速度计进行积分修正获得IMU的姿态，由于拍摄设备是固定在固定组件115或定位组件114上的，因此该IMU的姿态就等于拍摄设备的姿态。
可选地，利用固定组件115或定位组件114上的IMU以及该手持云台100的电机的运动数据，确定该输入部120或手持构件130的实际姿态。
具体地，处理器在通过固定组件115或定位组件114上的IMU获得姿态后，再根据手持云台100的三个电机轴(pitch轴、roll轴、yaw轴)上的编码器数据进行计算，便可以获得输入部120或手持构件130姿态。
具体地，处理器计算拍摄设备实际姿态与输入部120或手持构件130的实际姿态之间的差atti_err；用姿态差atti_err减去死区dead_band后获得跟随误差(或称为姿态误差)follow_err；处理器使用加速度系数follow_acc_coef乘以跟随误差follow_err可以获得跟随速度系数speed_coef；其中，输入部120或手持构件130中的IMU可以输出输入部120或手持构件130的角速度omega_base，固定组件115或定位组件114上的IMU可以输出拍摄设备角速度omega_camera，如果输入部120或手持构件130角速度omega_base突然变大，远远大于拍摄设备omega_camera，那么手持云台100跟随速度系数speed_coef还可以乘以跟随动态变化度speed_dynamic_coef，如果输入部120或手持构件130角速度omega_base突然减小，但是拍摄设备角速度omega_camera不变，那么手持云台100的跟随动态变化度speed_dynamic_coef也不变，防止手持云台100的跟随速度突变。可以将跟随误差follow_err乘以跟随速度系数speed_coef，再乘以跟随动态变化度speed_dynamic_coef，就可以得到跟随速度follow_speed；将跟随速度follow_speed进行积分并叠加到手持云台100的目标姿态上去。
可选地，在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该死区，小于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该死区。
其中，相比于第一跟随模式，在第二跟随模式下，由于死区较小，根据以上的计算方式，可以实现第二跟随模式的第一速度较大。
可选地，在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该跟随动态变化度，大于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该跟随动态变化度。
其中，相比于第一跟随模式，在第二跟随模式下，由于跟随动态变化度较大，根据以上的计算方式，可以实现第二跟随模式的第一速度较大。
可选地，在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该速度系数，大于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该速度系数。
其中，相比于第一跟随模式，在第二跟随模式下，由于速度系数较大，根据以上的计算方式，可以实现第二跟随模式的第一速度较大。
可选地，该第二速度是根据该手持云台100的控制过程中当前次的目标姿态与前一次的目标姿态之差确定的。
可选地，根据在控制过程中，该拍摄设备的当前次的目标姿态与前次的目标姿态之间的姿态差；将该姿态差除以控制时间片的长度，以获取该第二速度。
具体地，由于手持云台100的控制是有差控制，转动速度是由目标姿态与实际姿态之间的差决定的，由于在跟随模式下，将以上的死区设置的较大，和/或将跟随动态变化度和/或速度系数设置的较大，会导致手持云台100的姿态误差较小，可能会不能获得较大的跟随速度，因此可以在推算出目标姿态和实际姿态的差之前将手持云台100的目标转动速度计算出来，然后叠加到手持云台100反馈控制的目标速度上去。
具体地，可以计算本次目标姿态与上一次目标姿态之间的差；计算本次目标姿态与上一次目标姿态之间更新的时间；根据速度＝位置/时间的原理，使用目标姿态差除以姿态更新时间，便可以获得手持云台100的第二速度。可以将由姿态控制闭环产生的第二速度加上第一速度带入速度环反馈控制速度里面去。
应理解，在本申请实施例中，处理器对手持云台100的运动的控制，可以是以时间片为单位进行控制的。计算每个时间片手持云台100的运动量可以相当于确定手持云台100的运动速度。
可选地，在每个时间片中，可以实时计算拍摄设备需要调整的姿态量(其中，可以通过实时得到输入部120或手持构件130的实际姿态以及拍摄设备的实时姿态来实现)，和/或实时计算输入部120或手持构件130的角速度和拍摄设备的角速度，其中，实时是指针对每个时间片均计算一次，不同的时间片，这些数值可能是不相同的。
应理解，在本申请实施例中，第一跟随模式和第二跟随模式可以均是通过计算第一速度得到，而无需加上第二速度，区别在于不同的跟随模式，对应的死区、跟随动态变化度和/或速度系数不同。
可选地，在本申请实施例中，处理器获取第三输入指令；基于所述第三输入指令，在所述手持云台100上预设用于确定所述多种跟随模式的跟随速度的参数。
具体地，用户可以通过APP设置跟随速度，具体地设置用于确定所述多种跟随模式的跟随速度的参数，例如，可以设置上述提到的死区、跟随动态变化度和速度系数中的至少一种。其中，可以对每个跟随模式分别设置死区、跟随动态变化度和速度系数中的至少一种。
其中，用户可以分别为每个跟随模式设置参数，在用户按压控制按键时，处理器可以辨别用户按压控制按键的时间长短，是否在持续按压，以及之前的跟随模式，来确定当前的跟随模式，并调用该跟随模式的参数，用于计算该跟随模式下的跟随速度。
其中，上述多个跟随模式可以分别对应到不同的用户，也可以由同一用户设置。
可选地，所述手持云台100上预设有多组参数，每组参数均能够用于确定所述多种跟随模式的跟随速度；处理器获取第四输入指令；基于所述第四输入指令，从所述多组参数中选择一组参数，用于计算所述多种跟随模式的跟随速度。
具体地，用户可以通过APP设置多组参数，每组参数均能够用于确定所述多种跟随模式的跟随速度，用户可以针对特定的场景选择一组参数，或者，不同的用户可以分别通过APP设置一组参数，用户在操作该手持云台100时，可以选择自己设置的一组参数。
为了更加清楚地理解本申请，以下将结合图3所示的手持云台100的控制方法对本申请实施例进行描述。
如图3所示，可以基于输入部120或手持构件130的姿态和/或用户通过输入部120输入的控制数据，得到拍摄设备的目标姿态；积分器可以对IMU中的陀螺仪输出的角速度进行积分，以得到手持云台100的测量姿态；结合拍摄设备的目标姿态以及手持云台100的测量姿态，以及输入部120或手持构件130的加速度等，得到手持云台100的第一速度，以及结合相邻两次的目标资源和时间片长度，得到第二速度；在考虑到控制偏差的基础上，基于第一速度和第二速度，向三轴电机输出控制电流；此时，三轴电机可以基于该控制电流，产生力矩，从而使得手持云台100进行运动。
其中，主控板给出拍摄设备的目标姿态，处理器根据拍摄设备目标姿态和拍摄设备实际姿态进行反馈控制，减少实际姿态和目标姿态的偏差，使拍摄设备实际姿态等于目标姿态。其中，可以控制手持云台100平滑运动，手持云台100的平滑就是让拍摄设备的目标姿态跟随输入部120或手持构件130姿态平滑转动的一个模式。
因此，本申请实施例的急速运动跟随模式，能够适应急速运动镜头场景的拍摄，能让拍摄设备在保持增稳效果的同时，完全跟随输入部120或手持构件130上的运动，而且具有增稳功能，让拍摄出来的画面极具运动感。另外，能让拍摄设备在保持增稳效果的同时，保持Roll轴水平功能，让拍摄出来的画面是正的。并且，拍摄出来的画面能够隔离高频抖动，具有增稳效果。
图4是根据本申请实施例的控制设备300的示意性框图。如图3所示，该控制设备300包括：获取单元310、选择单元320和控制单元330。
该获取单元310用于：获取第一输入指令；该选择单元320用于：根据所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，所述多种跟随模式之间的跟随速度不同；该控制单元330用于：利用选择的所述跟随模式，控制所述手持云台的运动，以用于跟随所述输入部或手持构件的运动。
可选地，该获取单元310还用于：获取第二输入指令；该控制单元330还用于：根据所述第二输入指令，确定在选择的所述跟随模式下，确定所述手持云台需要运动的转轴组件；利用选择的所述跟随模式，控制所述需要运动的转轴组件的运动。
可选地，在所述多种跟随模式中跟随速度最大的跟随模式下，所述手持云台包括的横滚轴臂保持水平。
可选地，所述多种跟随模式包括第一跟随模式和第二跟随模式；在所述第一跟随模式下，利用计算的第一速度对所述手持云台的运动进行控制；在所述第二跟随模式下，利用计算的第一速度和计算的第二速度之和，对所述手持云台的运动进行控制；其中，所述第一速度是根据所述手持云台上的拍摄设备的实际姿态与所述输入部或手持构件的实际姿态之差确定的；所述第二速度是根据所述手持云台的控制过程中当前次的目标姿态与前一次的目标姿态之差确定的。
可选地，所述控制单元330具体用于：将所述输入部或手持构件的实际姿态，减去所述拍摄设备的实际姿态，以及减去死区，以得到所述拍摄设备需要调整的姿态量；根据所述输入部或手持构件的加速度，确定跟随动态变化度；将所述拍摄设备需要调整的姿态量，乘以所述跟随动态变化度，以及乘以预设的速度系数，得到所述第一速度。
可选地，在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区，小于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数。
可选地，所述控制单元330具体用于：利用惯性测量单元IMU，确定所述拍摄设备的实际姿态，其中，所述IMU与所述拍摄设备之间不存在相对运动；利用所述IMU以及所述手持云台的电机的运动数据，确定所述输入部或手持构件的实际姿态。
可选地，所述控制单元330具体用于：根据在控制过程中，所述拍摄设备的当前次的目标姿态与前次的目标姿态之间的姿态差；将所述姿态差除以控制时间片的长度，以获取所述第二速度。
应理解，该控制设备300可以实现方法200中由处理器实现的各个操作，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种手持云台，支架设备、输入部、手持构件以及处理器；所述支架设备与所述输入部连接；所述手持构件与所述输入部连接；所述支架设备包括：串联连接的至少一个转轴组件，所述至少一个转轴组件的一端连接与所述输入部，另一端连接于拍摄设备，所述转轴组件包括转轴臂和用于带动所述转轴臂运动的电机；输入部用于：获取第一输入指令；处理器用于：根据所述输入部获取的所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择跟随模式，所述多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的所述跟随模式，控制所述至少一个转轴组件的运动，以用于跟随所述输入部或手持构件的运动。
可选地，该输入部还用于：获取第二输入指令；该处理器还用于：根据该输入部获取的第二输入指令，确定在选择的该跟随模式下，确定该手持云台需要运动的转轴组件；利用选择的该跟随模式，控制该需要运动的转轴组件的运动。
可选地，在该多种跟随模式中跟随速度最大的跟随模式下，该手持云台包括的横滚轴臂保持水平。
可选地，该多种跟随模式包括第一跟随模式和第二跟随模式；在该第一跟随模式下，利用计算的第一速度对该手持云台的运动进行控制；在该第二跟随模式下，利用计算的第一速度和计算的第二速度之和，对该手持云台的运动进行控制；其中，该第一速度是根据该手持云台上的拍摄设备的实际姿态与该输入部或手持构件的实际姿态之差确定的；该第二速度是根据该手持云台的控制过程中当前次的目标姿态与前一次的目标姿态之差确定的。
可选地，该处理器进一步用于：将该输入部或手持构件的实际姿态，减去该拍摄设备的实际姿态，以及减去死区，以得到该拍摄设备需要调整的姿态量；根据该输入部或手持构件的加速度，确定跟随动态变化度；将该拍摄设备需要调整的姿态量，乘以该跟随动态变化度，以及乘以预设的速度系数，得到该第一速度。
可选地，在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该死区，小于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该死区；和/或，
在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该跟随动态变化度，大于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该跟随动态变化度；和/或，
在该第二跟随模式下计算该第一速度所采用的该速度系数，大于在该第一跟随模式下计算该第一速度所采用的该速度系数。
可选地，该手持云台还设置有惯性测量单元IMU；该处理器进一步用于：利用该IMU，确定该拍摄设备的实际姿态，其中，该第一IMU与该拍摄设备之间不存在相对运动；利用该IMU以及该手持云台的电机的运动数据，确定该输入部或手持构件的实际姿态。
可选地，该处理器进一步用于：根据在控制过程中，该拍摄设备的当前次的目标姿态与前次的目标姿态之间的姿态差；
将该姿态差除以控制时间片的长度，以获取该第二速度。
可选地，所述处理器进一步用于：
获取第三输入指令；
基于所述第三输入指令，预设用于计算所述多种跟随模式的跟随速度的参数。
可选地，预设的所述参数包括用于计算所述跟随速度的以下参数中的至少一种：死区、跟随动态变化度和速度系数。
可选地，所述手持云台上预设有多组参数，每组参数均能够用于计算所述多种跟随模式的跟随速度；所述处理器进一步用于：
获取第四输入指令；
基于所述第四输入指令，从所述多组参数中选择一组参数，用于计算所述多种跟随模式的跟随速度。
可选地，该输入部包括至少一个控制按键；
该处理器具体用于：
获取由该至少一个控制按键中的至少部分按键触发的该第一输入指令。
可选地，该输入部包括的控制按键的数量等于该跟随模式的数量，一个控制按键触发的该第一输入指令用于选择一个跟随模式。
可选地，该至少一个控制按键包括第一控制按键；
该处理器具体用于：
在该第一控制按键持续触发该第一输入指令期间，选择第二跟随模式；
在该第一控制按键持续触发该第一输入指令结束时，控制该手持云台回到该第一控制按键持续触发该第一输入指令之前的状态。
可选地，该多个跟随模式包括多个第一跟随模式；
该处理器进一步用于：
在该第一输入指令是该第一控制按键触发的瞬时指令时，从该多个第一跟随模式中，选择一个第一跟随模式。
可选地，该处理器进一步用于：
按序从该多个第一跟随模式中，选择该一个第一跟随模式。
可选地，该输入部包括多个指示灯，该多个指示灯与该多个第一跟随模式一一对应；该处理器进一步用于：
在一个该第一跟随模式被选择时，触发对应的指示灯亮起。
可选地，所述支架设备包括定位组件、固定组件以及滑动组件；
所述定位组件设置于一个转轴臂的一侧；
所述固定组件设置于所述一个转轴臂的另一侧；
所述滑动组件设置于所述固定组件上，且可相对于所述固定组件滑动；
所述滑动组件和所述定位组件用于固定拍摄设备。
可选地，所述定位组件包括可相对所述一个转轴臂转动的转动臂，以及可相对所述转动臂滑动且可与所述拍摄设备配合的配合部。
可选地，所述滑动组件包括支撑板；
所述支撑板设置在所述固定组件上，所述支撑板可相对所述固定组件滑动。
可选地，所述滑动组件还包括滑块，所述滑块可相对所述支撑板滑动，所述拍摄设备设置在所述滑块上。
可选地，所述支撑板的一端设置有镜头支架，用于支撑所述拍摄设备的镜头。
可选地，用于连接所述固定组件和所述定位组件的所述一个转轴臂为俯仰轴臂。
应理解，该手持云台的结构具体可以参照图1，为了简洁，在此不再赘述。
应理解，该手持云台中的处理器可以实现方法200中的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (36)

1.一种手持云台的控制方法，其特征在于，包括：
获取第一输入指令；
根据所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，所述多种跟随模式之间的跟随速度不同；
利用选择的所述跟随模式，控制所述手持云台的转轴组件的运动，以用于跟随所述输入部或手持构件的运动，所述转轴组件以及所述手持构件与所述输入部连接；
所述多种跟随模式包括第一跟随模式和第二跟随模式；
在所述第一跟随模式下，利用计算的第一速度对所述手持云台的运动进行控制；
在所述第二跟随模式下，利用计算的第一速度和计算的第二速度之和，对所述手持云台的运动进行控制；其中，
所述第一速度是根据所述手持云台上的拍摄设备的实际姿态与所述输入部或手持构件的实际姿态之差确定的；
所述第二速度是根据所述手持云台的控制过程中当前次的目标姿态与前一次的目标姿态之差确定的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第二输入指令；
根据所述第二输入指令，确定在选择的所述跟随模式下，确定所述手持云台需要运动的转轴组件；
所述利用选择的所述跟随模式，控制所述手持云台的转轴组件的运动，包括：
利用选择的所述跟随模式，控制所述需要运动的转轴组件的运动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述多种跟随模式中跟随速度最大的跟随模式下，所述手持云台包括的横滚轴臂保持水平。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述第一速度，包括：
将所述输入部或手持构件的实际姿态，减去所述拍摄设备的实际姿态，以及减去死区，以得到所述拍摄设备需要调整的姿态量；
根据所述输入部或手持构件的加速度，确定跟随动态变化度；
将所述拍摄设备需要调整的姿态量，乘以所述跟随动态变化度，以及乘以预设的速度系数，得到所述第一速度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区，小于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用惯性测量单元IMU，确定所述拍摄设备的实际姿态，其中，所述IMU与所述拍摄设备之间不存在相对运动；
利用所述IMU以及所述手持云台的电机的运动数据，确定所述输入部或手持构件的实际姿态。
7.根据权利要求1、4、5中任一项所述的方法，其特征在于，计算所述第二速度包括：
根据在控制过程中，所述拍摄设备的当前次的目标姿态与前次的目标姿态之间的姿态差；
将所述姿态差除以控制时间片的长度，以获取所述第二速度。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括；
获取第三输入指令；
基于所述第三输入指令，在所述手持云台上预设用于确定所述多种跟随模式的跟随速度的参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，预设的所述参数包括用于计算所述跟随速度的以下参数中的至少一种：死区、跟随动态变化度和速度系数。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手持云台包括至少一个控制按键；
所述获取第一输入指令，包括：
获取由所述至少一个控制按键中的至少部分按键触发的所述第一输入指令。
11.根据权利要求10所述的方法，所述手持云台包括的控制按键的数量等于所述跟随模式的数量，一个控制按键触发的所述第一输入指令用于选择一个跟随模式。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个控制按键包括第一控制按键；
所述根据所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，包括：
在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令期间，选择第二跟随模式；
在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令结束时，控制所述手持云台回到所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令之前的状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多种跟随模式包括多种第一跟随模式；
所述根据所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，包括：
在所述第一输入指令是所述第一控制按键触发的瞬时指令时，从所述多种第一跟随模式中，选择一种第一跟随模式。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，从所述多种第一跟随模式中，选择一种第一跟随模式，包括：
按序从所述多种第一跟随模式中，选择所述一种第一跟随模式。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述手持云台包括多个指示灯，所述多个指示灯与所述多种第一跟随模式一一对应；所述方法还包括：
在一种所述第一跟随模式被选择时，触发对应的指示灯亮起。
16.一种手持云台，其特征在于，包括：
支架设备、输入部、手持构件以及处理器；
所述支架设备与所述输入部连接；
所述手持构件与所述输入部连接；
所述支架设备包括：至少一个转轴组件，所述至少一个转轴组件的一端连接与所述输入部，另一端连接于拍摄设备，所述转轴组件包括转轴臂和用于带动所述转轴臂运动的电机；
输入部用于：获取第一输入指令；
处理器用于：根据所述输入部获取的所述第一输入指令，从用于跟随所述手持云台的输入部或手持构件的运动的多种跟随模式中，选择一种跟随模式，所述多种跟随模式之间的跟随速度不同；利用选择的所述跟随模式，控制所述至少一个转轴组件的运动，以用于跟随所述输入部或手持构件的运动；
所述多种跟随模式包括第一跟随模式和第二跟随模式；
在所述第一跟随模式下，利用计算的第一速度对所述手持云台的运动进行控制；
在所述第二跟随模式下，利用计算的第一速度和计算的第二速度之和，对所述手持云台的运动进行控制；其中，
所述第一速度是根据所述手持云台上的拍摄设备的实际姿态与所述输入部或手持构件的实际姿态之差确定的；
所述第二速度是根据所述手持云台的控制过程中当前次的目标姿态与前一次的目标姿态之差确定的。
17.根据权利要求16所述的手持云台，其特征在于，所述输入部还用于：获取第二输入指令；
所述处理器还用于：根据所述输入部获取的第二输入指令，确定在选择的所述跟随模式下，确定所述手持云台需要运动的转轴组件；利用选择的所述跟随模式，控制所述需要运动的转轴组件的运动。
18.根据权利要求17所述的手持云台，其特征在于，在所述多种跟随模式中跟随速度最大的跟随模式下，所述手持云台包括的横滚轴臂保持水平。
19.根据权利要求16所述的手持云台，其特征在于，所述处理器进一步用于：
将所述输入部或手持构件的实际姿态，减去所述拍摄设备的实际姿态，以及减去死区，以得到所述拍摄设备需要调整的姿态量；
根据所述输入部或手持构件的加速度，确定跟随动态变化度；
将所述拍摄设备需要调整的姿态量，乘以所述跟随动态变化度，以及乘以预设的速度系数，得到所述第一速度。
20.根据权利要求19所述的手持云台，其特征在于，在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区，小于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述死区；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述跟随动态变化度；和/或，
在所述第二跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数，大于在所述第一跟随模式下计算所述第一速度所采用的所述速度系数。
21.根据权利要求19或20所述的手持云台，其特征在于，所述手持云台还设置有惯性测量单元IMU；
所述处理器进一步用于：利用所述IMU，确定所述拍摄设备的实际姿态，其中，所述IMU与所述拍摄设备之间不存在相对运动；利用所述IMU以及所述手持云台的电机的运动数据，确定所述输入部或手持构件的实际姿态。
22.根据权利要求16、19、20中任一项所述的手持云台，其特征在于，所述处理器进一步用于：
根据在控制过程中，所述拍摄设备的当前次的目标姿态与前次的目标姿态之间的姿态差；
将所述姿态差除以控制时间片的长度，以获取所述第二速度。
23.根据权利要求16 所述的手持云台，其特征在于，所述处理器进一步用于：
获取第三输入指令；
基于所述第三输入指令，预设用于计算所述多种跟随模式的跟随速度的参数。
24.根据权利要求23所述的手持云台，其特征在于，预设的所述参数包括用于计算所述跟随速度的以下参数中的至少一种：死区、跟随动态变化度和速度系数。
25.根据权利要求16所述的手持云台，其特征在于，所述输入部包括至少一个控制按键；
所述处理器用于：
获取由所述至少一个控制按键中的至少部分按键触发的所述第一输入指令。
26.根据权利要求25所述的手持云台，所述输入部包括的控制按键的数量等于所述跟随模式的数量，一个控制按键触发的所述第一输入指令用于选择一个跟随模式。
27.根据权利要求25所述的手持云台，其特征在于，所述至少一个控制按键包括第一控制按键；
所述处理器用于：
在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令期间，选择第二跟随模式；
在所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令结束时，控制所述手持云台回到所述第一控制按键持续触发所述第一输入指令之前的状态。
28.根据权利要求27所述的手持云台，其特征在于，所述多种跟随模式包括多种第一跟随模式；
所述处理器进一步用于：
在所述第一输入指令是所述第一控制按键触发的瞬时指令时，从所述多种第一跟随模式中，选择一种第一跟随模式。
29.根据权利要求28所述的手持云台，其特征在于，所述处理器进一步用于：
按序从所述多种第一跟随模式中，选择所述一种第一跟随模式。
30.根据权利要求28或29所述的手持云台，其特征在于，所述输入部包括多个指示灯，所述多个指示灯与所述多种第一跟随模式一一对应；所述处理器进一步用于：
在一种所述第一跟随模式被选择时，触发对应的指示灯亮起。
31.根据权利要求16所述的手持云台，其特征在于，所述支架设备包括定位组件、固定组件以及滑动组件；
所述定位组件设置于一个转轴臂的一侧；
所述固定组件设置于所述一个转轴臂的另一侧；
所述滑动组件设置于所述固定组件上，且可相对于所述固定组件滑动；
所述滑动组件和所述定位组件用于固定拍摄设备。
32.根据权利要求31所述的手持云台，其特征在于，所述定位组件包括可相对所述一个转轴臂转动的转动臂，以及可相对所述转动臂滑动且可与所述拍摄设备配合的配合部。
33.根据权利要求31所述的手持云台，其特征在于，所述滑动组件包括支撑板；
所述支撑板设置在所述固定组件上，所述支撑板可相对所述固定组件滑动。
34.根据权利要求33所述的手持云台，其特征在于，所述滑动组件还包括滑块，所述滑块可相对所述支撑板滑动，所述拍摄设备设置在所述滑块上。
35.根据权利要求33或34所述的手持云台，其特征在于，所述支撑板的一端设置有镜头支架，用于支撑所述拍摄设备的镜头。
36.根据权利要求31所述的手持云台，用于连接所述固定组件和所述定位组件的所述一个转轴臂为俯仰轴臂。
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