CN108474671B - 机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质 - Google Patents

机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质 Download PDF

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Abstract

一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质，该方法包括：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。应用该方法，可以提高获取云台中电机的机械角度的效率，以及准确度。

Description

机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质
技术领域
本申请涉及云台技术领域，尤其涉及一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质。
背景技术
云台是指光学设备底部和固定支架连接的转向轴，其用来为光学设备，例如摄像机提供支撑和稳定作用，云台是通过检测各个轴上电机的机械角度来控制电机进行动作的，因此，准确测量出电机的机械角度尤为重要。
目前，对于小型的云台，提出两种方案以测量电机的机械角度，其中，方案一，通过在云台上增设霍尔传感器，以测量出电机的电角度，再基于机械角度和电角度之间的对应关系，计算得出电机的机械角度。然而对于具有两个以上极对的电机而言，电角度与机械角度并不是一一对应的，从而在每一次对云台上电后，需首先采用“撞限位”方法得到电角度与机械角度的一一对应关系，具体的“撞限位”方法是指，在云台上电后，首先控制云台中电机转向其中一个限位，当电机撞到该限位时，将此时的机械角度设为0°，并记录下此时通过霍尔传感器计算得出的电角度，之后，控制电机转向另一个限位，在电机转向另一个限位的过程中，以设定频率采集霍尔传感器测得的电角度变化量，进而计算得出机械角度变化量，也就可以得到机械角度，继而记录电角度和机械角度的一一对应关系，直至电机撞到另一个限位，后续，通过霍尔传感器测量得到电机的电角度，再进一步基于电角度与机械角度的一一对应关系即可计算得出机械角度。方案二，在电机转轴上安装霍尔磁铁，将磁编码传感器放置在霍尔磁铁正下方(以下简称对轴放置)，或者将磁编码传感器放置在霍尔磁铁旁边(以下简称轴侧放置)，那么，在电机转动过程中，霍尔磁铁也随之转动，霍尔磁铁所产生的磁场会在磁编码传感器上任一测量位置产生一个交变正弦波的磁场强度变化，该变化在0～360°这一周期中与磁场强度呈对应关系，从而磁编码芯片可根据感应到的磁场强度识别出霍尔磁铁在某一时刻的绝对位置，位置信息经编码后输出，从而实现测得电机的机械角度。
由上述描述可知，在上述方案一中，由于每次对云台上电后，都要执行上述“撞限位”方法，因此，采用方案一测量电机机械角度的过程较为繁杂，并且，随着云台撞击限位的次数增多，云台的结构稳定性也将受到影响。在上述方案二中，若将磁编码传感器与霍尔磁铁进行对轴放置，虽然计算得到的机械角度准确性较高，但是对轴放置将增大整个云台的长度，在长度受限的空间中，该对轴放置的方式并不适用；若将磁编码传感器与霍尔磁铁进行轴侧放置，那么，计算得到的机械角度与真实的机械角度之间偏差则较大，为了提高计算得到的机械角度的准确性，还需采用其他工装对磁编码传感器进行非线性校准，因此，测量电机机械角度的过程也较为繁杂。
发明内容
有鉴于此，本申请公开了一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质。
第一方面，提供一种机械角度检测方法，应用于云台，所述方法包括：
获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；
获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。
第二方面，提供一种云台，所述云台包括电机、云台轴，所述云台上还包括磁编码传感器、霍尔传感器，以及处理器；
其中，所述磁编码传感器，用于测量得到磁编码值；
所述霍尔传感器，用于测量得到电角度；
所述处理器，用于根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。
第三方面，提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；
获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。
由上述实施例可见，本发明通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，在云台正常工作过程中，可以根据霍尔传感器测量到的电角度与磁编码传感器辅助霍尔传感器所测量到的初始机械角度，确定出电机的机械角度，从而可以避免在云台一上电时，即采用“撞限位”方法确定云台中电机的电角度与机械角度之间的对应关系，因此，相对于现有技术而言，可以提高机械角度的计算效率，并且不会对云台结构的稳定性造成影响。
附图说明
图1为本发明云台的结构示意图；
图2为本发明机械角度检测方法的一个实施例流程图；
图3为电角度与机械角度之间关系的示意图；
图4为本发明机械角度检测方法的另一个实施例流程图；
图5为本发明机械角度测量方法的再一个实施例流程图；
图6为本发明机械角度测量方法的又一个实施例流程图；
图7为本发明机械角度测量方法的又一个实施例流程图；
图8为云台的一个实施例框图。
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。
目前，对于小型的云台，可以在云台上装设霍尔传感器，以测量出云台中电机的电角度，再进一步根据在云台每次上电时，采用“撞限位”方法得到的电角度与机械角度之间的一一对应关系，计算得出电机的机械角度；或者，在云台上装设磁编码传感器，以通过该磁编码传感器直接测量出云台中电机的机械角度。
然而，若采用霍尔传感器测量电机的机械角度，由于每次对云台上电后，都要执行上述“撞限位”方法，因此，采用霍尔传感器测量电机机械角度的过程较为繁杂，并且，随着云台撞击限位的次数增多，云台的结构稳定性也将受到影响；若采用对轴放置的方式在云台中增设磁编码传感器，将增大整个云台的长度，因此该种方式对于小型云台而言并不适用；若采用轴侧放置的方式在云台中增设磁编码传感器，将对磁编码传感器的精度要求较高，而高精度的磁编码传感器又非常昂贵，同时，低精度的磁编码传感器又无法满足云台对于机械角度精度的需求，那么为了提高低精度的磁编码传感器测量出的机械角度的准确性，还需要采用其他工装对磁编码传感器进行非线性校准，因此，采用该种方式测量电机机械角度也有诸多限制。
基于此，在本发明实施例中，提出在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，其中，考虑到成本问题该磁编码传感器可以为低精度的磁编码传感器，为了减小云台的大小采用轴侧放置的方式，如图1所示，为本发明云台的结构示意图。在本发明实施例中，通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，可以实现：当霍尔传感器正常工作时，由磁编码传感器辅助霍尔传感器测得云台中电机的机械角度，以根据电机的机械角度控制云台中的云台轴进行动作，通过该种处理，可以避免由霍尔传感器单独测得云台中电机的机械角度时，需要在每一次上电后，都执行“撞限位”过程，而导致机械角度的测量过程较为繁杂，同时影响云台的结构稳定性的问题；与此同时，还可以实现在霍尔传感器正常工作时，根据霍尔传感器测得的机械角度对磁编码传感器进行标定，从而在霍尔传感器故障后，可以由磁编码传感器单独测得云台中电机的机械角度，通过该种处理，可以实现磁编码传感器的冗余作用，提高云台的稳定性。
如下，列出下述实施例对本发明提供的机械角度检测方法进行说明：
实施例一：
请参见图2，为本发明机械角度检测方法的一个实施例流程图，该方法可以包括以下步骤：
步骤201：获取云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值。
步骤202：获取云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度。
步骤203：根据磁编码值与电角度确定云台中电机的机械角度。
如下，对上述步骤201至步骤203进行说明：
在本发明实施例中，在云台投入使用之后，测得云台中电机的机械角度的过程大体上可以分为两个过程，其中第一个过程为：当云台处于初始状态时，也即云台一开始通电时，测得云台中电机的初始机械角度；第二个过程则为：当云台处于工作状态时，测得云台中电机的当前机械角度，以根据该当前机械角度控制云台中的云台轴进行动作。
首先，对上述第一个过程进行说明：
当云台处于初始状态时，获取云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值，为了描述方便，将此时获取到的磁编码值称为初始磁编码值，同时，获取云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度，为了描述方便，将此时获取到的电角度称为初始电角度。后续，则可以根据初始磁编码值与初始电角度确定云台中电机的初始机械角度。
在一实施例中，根据初始磁编码值与初始电角度确定云台中电机的初始机械角度的过程可以包括：首先根据预先设定的磁编码值范围确定该初始磁编码值所属的磁编码值范围，之后，根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定该初始磁编码值所属的电角度周期，最后，则可以根据该电角度周期与初始电角度确定云台中电机的初始机械角度。
如下，首先对“电角度周期”进行说明：
本领域技术人员可以理解的是，电角度是根据电流完成一个完整的周期变化来定义的，从电磁的观点来说，电机转子在旋转时每经过一对磁极就相应地变化一个周期，即为360度电角度，本发明实施例中则将一个360度电角度的完整周期称为电角度周期，由此可见，电角度周期与电机的对极数有关，具体为，电机具有几个对极数，电机在空间角度内旋转0到360°的机械角度时，电角度将完成几个电角度周期的变化，每一电角度周期都将对应一段机械角度范围。
举例来说，假设云台中电机具有4对极，那么该电机在空间角度内旋转0到360°的机械角度时，电角度将完成4个电角度周期的变化，为了描述方便，可以将该4个电角度周期分别称为第一电角度周期、第二电角度周期、第三电角度周期、第四电角度周期。其中，第一电角度周期对应的机械角度范围为0～90°，第二电角度周期对应的机械角度范围为90°～180°，第三电角度周期对应的机械角度范围为180°～270°，第四电角度周期对应的机械角度范围为270°～360°，进一步的，不同电角度周期内电角度与机械角度之间具有下述关系：
第一电角度周期：机械角度＝电角度/4；
第二电角度周期：机械角度＝电角度/4+90°；
第三电角度周期：机械角度＝电角度/4+180°；
第四电角度周期：机械角度＝电角度/4+270°。
为了使本领域技术人员可以更加清楚地理解上述所描述的电角度与机械角度之间的关系，示出下述图3，如图3所示，为电角度与机械角度之间关系的示意图。
至此，完成对“电角度周期”的相关描述。
后续，基于上述对电角度周期的说明，对上述第一个过程进行详细描述：
继续以云台中的电机具有4对极为例，假设预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系如下述表1所示：
表1
磁编码值范围 电角度周期
[A0，A1] 第一电角度周期
[A2，A3] 第二电角度周期
[A4，A5] 第三电角度周期
[A6，A7] 第四电角度周期
假设初始磁编码值为m0，初始电角度值为e0，并假设该m0位于A2与A3之间，也即初始磁编码值属于[A2，A3]这一磁编码值范围，通过上述表1可知，[A2，A3]这一磁编码值范围对应第二电角度周期，也即初始磁编码值属于第二电角度周期，那么，则可以通过下述公式(一)计算出云台中电机的初始机械角度。
初始机械角度＝e0/4+90° 公式(一)
在此先简单说明，上述磁编码值范围与电角度周期的对应关系可以是在云台投入使用之前，即云台出厂之前进行设置的，具体是如何设置磁编码值范围与电角度周期的对应关系的，可以参见下述实施例二中的描述，在此先不做详述。
至此，完成第一个过程的相关描述。
其次，对上述第二个过程进行说明：
当云台处于工作状态时，可以以设定的采样频率，例如每间隔1秒钟，获取云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度，为了描述方便，将该采样频率称为第二采样频率，后续，则可以根据该电角度与上述第一个过程中得到的初始机械角度确定云台处于工作状态时，云台中电机的当前机械角度，以根据该当前机械角度控制云台中的云台轴进行动作。
在一实施例中，根据该电角度与初始机械角度确定云台中电机的当前机械角度的过程可以包括：首先，根据当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度，确定当前获取到的电角度与初始电角度之间的电角度变化量，其次，根据该电角度变化量与云台中电机的对极数确定机械角度变化量，最后，则可以根据初始机械角度与该机械角度变化量确定云台中电机的当前机械角度。
为了使本领域技术人员可以更加清楚地理解上述过程，示出如下举例：
首先，对“根据当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度，确定当前获取到的电角度与初始电角度之间的电角度变化量”的过程进行举例描述：
例一：
假设在初始状态下，云台中电机的初始电角度为120°，且该初始电角度属于第二电角度周期，在云台进入工作状态后，则电机从第二电角度周期开始转动，其可以转向第三电角度周期，也可以转向第一电角度周期。在云台工作过程中，以第一采样频率获取云台中霍尔传感器测量到的电角度，假设通过一次采样获取到的电角度为150°，通过将该当前获取到的电角度与初始电角度相比较，可以发现，两者之间差值为30°，小于预设阈值，例如180°，则可以确定此时电机仍处于第二电角度周期，并且，电机是在向第三电角度周期方向转动，那么，当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度之间的电角度变化量为30°。
至此，完成例一的相关描述。
例二：
假设在初始状态下，云台中电机的初始电角度为300°，且该初始电角度属于第二电角度周期，并假设前后3次采样获取到的电角度依次为330°，360°，30°，在该采样过程中，每次采样获取到电角度之后，可以判断下当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度之间的差值是否大于预设阈值，例如，在采样得到电角度30°后，判断得出当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度360°之间的差值为330°，大于预设阈值180°，则可以认为，在360°至30°之间，发生一次电角度周期的跳变，且当前获取到的电角度相比于前一采样时刻获取到的电角度较小，结合图3的示意图，本领域技术人员可以理解的是，此时电机是从初始状态下的第二电角度周期经过一次电角度周期的跳变，跳变至第三电角度周期，那么此时，当前获取到的电角度与初始电角度之间的电角度变化量为90°(360°-300°+30°)。
至此，完成例二的相关描述。
例三：
假设在初始状态下，云台中电机的初始电角度为60°，且该初始电角度属于第二电角度周期，并假设前后3次采样获取到的电角度依次为30°，360°，与上述例二相同，在该采样过程中，每次采样获取到电角度之后，可以判断下当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度之间的差值是否大于预设阈值，例如，在采样得到电角度360°后，判断得出当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度30°之间的差值为330°，大于预设阈值180°，则可以认为，在30°至360°之间，发生一次电角度周期的跳变，并且当前获取到的电角度相比于前一采样时刻获取到的电角度较大，结合图3的示意图，本领域技术人员可以理解的是，此时电机是从初始状态下的第二电角度周期经过一次电角度周期的跳变，跳变至第一电角度周期，那么此时，当前获取到的电角度与初始电角度之间的电角度变化量为60°(360°-360°+60°)。
至此，完成例三的相关描述。
至此，完成“根据当前获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度，确定当前获取到的电角度与初始电角度之间的电角度变化量”这一过程的相关描述。
其次，对“根据该电角度变化量与云台中电机的对极数确定机械角度变化量”的过程进行描述：
假设电机具有4对极，并假设电角度变化量为ΔE，那么，则可以通过下述公式(二)确定机械角度变化量：
机械角度变化量＝ΔE/4 公式(二)
至此，完成“根据该电角度变化量与云台中电机的对极数确定机械角度变化量”这一过程的相关描述。
最后，对“根据初始机械角度与该机械角度变化量确定云台中电机的当前机械角度”的过程进行举例：
例四：
结合上述例一，当前时刻云台中电机仍处于第二电角度周期，且是在向第三电角度周期方向进行转动，那么，结合图3的示意图，云台中电机的当前机械角度则等于初始机械角度与机械角度变化量之和。
至此，完成例四的相关描述。
例五：
结合上述例二，当前时刻云台中电机处于第三电角度周期，那么，结合图3的示意图，云台中电机的当前机械角度则等于初始机械角度与机械角度变化量之和。
至此，完成例五的相关描述。
例六：结合上述例三，当前时刻云台中电机处于第一电角度周期，那么，结合图3的示意图，云台中电机的当前机械角度则等于初始机械角度与机械角度变化量之差。
至此，完成例六的相关描述。
由上述实施例可见，本发明通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，在云台正常工作过程中，可以根据霍尔传感器测量到的电角度与磁编码传感器辅助霍尔传感器所测量到的初始机械角度，确定出电机的机械角度，从而可以避免在云台一上电时，即采用“撞限位”方法确定云台中电机的电角度与机械角度之间的对应关系，因此，相对于现有技术而言，可以提高机械角度的计算效率，并且不会对云台结构的稳定性造成影响。
至此，完成实施例一的相关描述。
在本发明实施例中，示出下述实施例二对本发明中设置磁编码值范围与电角度周期对应关系的过程进行说明。
实施例二：
请参见图4，为本发明机械角度检测方法的另一个实施例流程图，该实施例着重描述设置磁编码值范围与电角度周期对应关系的过程，可以包括以下步骤：
步骤401：当云台处于设定状态时，控制电机旋转至第一限位处，并记录磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值。
在本发明实施例中，在云台投入使用之前，也即云台出厂之前，即对云台设置磁编码值范围与电角度周期的对应关系。
在一实施例中，设定状态可以为首次上电状态，即云台出厂之前的首次上电状态。
在一实施例中，当云台处于设定状态时，控制云台中电机旋转至第一限位处，当电机旋转至第一限位处时，记录下此时磁编码传感器测量到的磁编码值，为了描述方便，将该磁编码值称为第一磁编码值。
步骤402：控制电机从第一限位处开始向第二限位处旋转，在电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，以设定的第二采样频率获取霍尔传感器测量到的多个电角度，并以第二采样频率获取磁编码传感器测量到的多个磁编码值。
在一实施例中，云台可以控制电机以设定角速度从第一限位处开始向第二限位处旋转。
在一实施例中，在电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，以设定的采样频率获取霍尔传感器测量到的电角度，得到多个电角度，并以同样的采样频率获取磁编码传感器测量到的磁编码值，得到多个磁编码值。为了描述方便，将该采样频率称为第一采样频率。
步骤403：若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与前一个电角度在同一时刻获取的第二磁编码值，并记录与当前获取到的电角度在同一时刻获取的第三磁编码值。
在本发明实施例中，在电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，每获取一个电角度，可以比较该电角度与获取到的前一个电角度，若两者之间的差值大于预设阈值，例如180°，则可以认为在前一采样时刻至当前采样时刻之间，电周期发生一次跳变，此时，可以记录下电周期发生跳变之后，即当前时刻获取到的磁编码值，为了描述方便，将该磁编码值称为第三磁编码值，并记录下电周期发生跳变之前，即前一采样时刻获取到的磁编码值，为了描述方法，将该磁编码值称为第二磁编码值，通过该种处理，可以得到多个第三磁编码值与多个第二磁编码值。
步骤404：当电机旋转至第二限位处时，记录磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值。
在本发明实施例中，当电机旋转至第二限位处时，可以记录下磁编码值传感器当前测量到的磁编码值，为了描述方便，将该磁编码值称为第四磁编码值。
步骤405：根据第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定有效磁编码值范围对应的电角度周期。
在本发明实施例中，结合上述记录第二磁编码值与第三磁编码值的过程可以得知，第二磁编码值与第三磁编码值各自对应的采样时刻前后相邻，则可以认为在该两个采样时刻之间，电周期发生了一次跳变，也即该第二磁编码值与第三磁编码值之间的范围不对应任一电角度周期，从而，可以将该第二磁编码值与第三磁编码值之间的范围确定为无效磁编码值范围，相应的，若两个磁编码值之间还存在其他采样获取到的磁编码值，则将该两个磁编码值之间的范围确定为有效磁编码值范围。
具体的，首先，可以按照采样的先后顺序，对第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序，其次，根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组，最后，针对每一分组，若分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将该分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围，并为每一有效磁编码值范围确定对应的电角度周期。
如下，对上述步骤401至步骤405进行举例描述：
当云台处于设定状态时，控制电机旋转至第一限位处，并记录磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值，例如为A0，之后，控制电机从第一限位处开始向第二限位处旋转，在旋转过程中，假设某一采样时刻获取到的电角度与前一采样时刻获取到的电角度之间的差值大于预设阈值，则记录下当前采样时刻获取到的第三磁编码值，例如为A2，并记录下前一采样时刻获取到的第二磁编码值，例如为A1，如此反复，假设在这一旋转过程中，记录下的磁编码值依次为A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，最后，当电机撞到第二限位处时，记录下此时获取到的第四磁编码值，例如为A9。
那么，按照采样的先后顺序对上述记录的磁编码值进行排序，得到的磁编码值序列为A0，A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9，根据该排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，即可以得到[A0，A1]、(A1，A2)、[A2，A3]、(A3，A4)、[A4，A5]、(A5，A6)、[A6，A7]、(A7，A8)、[A8，A9]，共9个分组。
针对上述9个分组中的每一分组，若分组中两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，例如分组[A0，A1]、[A2，A3]、[A4，A5]、[A6，A7]、[A8，A9]中的两个磁编码值的采样时刻并不相邻，从而这5个分组中两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则可以将该5个分组各自对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
并且，其中，[A0，A1]所表示的有效磁编码值范围对应第一电角度周期；[A2，A3]所表示的有效磁编码值范围对应第二电角度周期；[A4，A5]所表示的有效磁编码值范围对应第三电角度周期；[A6，A7]所表示的有效磁编码值范围对应第四电角度周期；而由于电角度的周期性，[A8，A9]所表示的有效磁编码值范围也对应第一电角度周期。
需要说明的是，之所以有可能存在[A8，A9]这一有效磁编码值范围，是由于电角度和机械角度的周期性，电周期跳变多于4(电机的对极数)个，因此[A8，A9]又回到第一电角度周期。
此外，结合实施例二中关于有效磁编码值范围的描述，在本发明实施例中，确定初始磁编码值所属的磁编码值范围即确定初始磁编码值所属的有效磁编码值范围。
此外，由于并无法保证初始磁编码值即属于有效磁编码值范围，当初始磁编码值不属于任一有效磁编码值范围时，也就无法确定此时获取到的初始电角度属于哪一电角度周期，从而，为了确定电机的初始机械角度，本发明实施例中提出，若确定初始磁编码值不属于任一有效磁编码范围，则可以控制电机旋转一个设定角度，之后，再次获取磁编码传感器测量到的初始磁编码值，若再次获取到的初始磁编码值仍不属于任一有效磁编码值范围，则可以继续控制电机旋转一个设定角度，直至获取到的初始磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
此外，为了避免电机在外界环境下抖动时，即开始设置磁编码值范围与电角度周期的对应关系，而导致所设置的对应关系并不准确，从而影响后续电机机械角度的测量，在本发明实施例中提出，在执行上述步骤401之前，首先判断云台中电机是否处于稳定状态，若是，则执行步骤401。
具体的，在执行上述步骤401之前，根据设定数量的磁编码传感器测量到的磁编码值，计算这些磁编码值的方差，若方差超过方差阈值，则根据数学概念可知，这些磁编码值之间的变化幅度较大，从而可以认为电机当前并不稳定，此时，为了使得电机趋向稳定，可以控制电机旋转至一个设定位置，并再次获取设定数量的磁编码传感器测量到的磁编码值，计算这些磁编码值的方差，以确定电机当前是否稳定，直至后续确定电机已处于稳定状态时，再执行上述步骤401。
由上述实施例可见，通过在云台处于设定状态时，控制云台中的电机完成一次从第一限位处值第二限位处的旋转过程，在该旋转过程中，根据霍尔传感器测量到的电角度确定电角度周期发生跳变的时刻，以实现划分电角度周期，并根据磁编码传感器测量到的磁编码值确定每一电角度周期对应的磁编码值范围，从而后续可以实现根据磁编码传感器测量到的磁编码值确定霍尔传感器所测量到的电角度所属的电角度周期。
至此，完成实施例二的相关描述。
在本发明实施例中，为了提高云台的稳定性，实现磁编码传感器的冗余作用，以使得磁编码传感器得到最大程度的利用，还提出了当霍尔传感器故障后，由磁编码传感器单独测量云台中电机的机械角度，而为了实现磁编码传感器单独测量云台中电机的机械角度这一功能，可以在霍尔传感器正常工作时，即根据霍尔传感器测得的机械角度对磁编码传感器进行标定，具体的，可以标定磁编码值与机械角度之间的对应关系，那么，后续磁编码传感器则可以根据自身测量到的磁编码值以及该对应关系确定云台中电机的机械角度。
如下，首先示出下述实施例对“根据霍尔传感器测得的机械角度对磁编码传感器进行标定”的过程进行描述。
实施例三：
请参见图5，为本发明机械角度测量方法的再一个实施例流程图，该实施例着重描述根据霍尔传感器测得的机械角度对磁编码传感器进行标定的过程，可以包括以下步骤：
步骤501：当云台处于设定状态时，控制电机旋转至第一限位处。
在一实施例中，设定状态可以为首次上电状态，即云台出厂之前的首次上电状态。
在一实施例中，当云台处于设定状态时，即控制电机旋转至第一限位处。
步骤502：控制电机从第一限位处开始向第二限位处旋转，在电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，获取霍尔传感器测量到的机械角度。
在一实施例中，可以控制电机以设定角速度从第一限位处开始向第二限位处旋转。
在一实施例中，在电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，以设定的采样频率获取霍尔传感器测量到的机械角度。为了描述方便，在此将该采样频率称为第三采样频率。
步骤503：获取磁编码传感器测量到的磁编码值。
在一实施例中，根据与上述步骤502中同样的采样频率，即第三采样频率获取磁编码传感器测量到的磁编码值。
步骤504：确定磁编码值与机械角度之间的关联关系。
在上述步骤502与步骤503中，以同样的采样频率获取磁编码值与机械角度，那么，在同一采样时刻，所获取到的磁编码值与机械角度对应相同的电机状态，从而可以建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系，例如，如下述表2所示，为磁编码值与机械角度之间对应关系的一种示例：
表2
磁编码值 机械角度
B1 R1
B2 R2
B3 R3
… …
此外，需要说明的是，实施例三中描述的利用霍尔传感器测量到的机械角度对磁编码传感器进行标定的过程可以与实施例二中描述的利用霍尔传感器测量到的电角度与磁编码传感器测量到的磁编码值建立磁编码值范围与电角度周期的对应关系的过程可以发生在同一电机从第一限位处旋转至第二限位处的过程中，也可以分两次旋转过程分别实现，本发明对此不作限制。
由上述实施例可见，由于实现了利用霍尔传感器测量出的机械角度对磁编码传感器进行标定，以设置磁编码值与机械角度的对应关系，因此，相较于现有技术而言，不再需要其他工装对磁编码传感器进行标定，从而简化了对磁编码传感器的非线性校准。
至此，完成实施例三的相关描述。
如下，结合上述实施例三，示出下述实施例对本发明中“磁编码传感器单独测量得到云台中电机的机械角度”的过程进行说明：
实施例四：
请参见图6，为本发明机械角度测量方法的又一个实施例流程图，该实施例着重描述利用磁编码传感器测得云台中电机的机械角度的过程，可以包括以下步骤：
步骤601：在霍尔传感器故障后，获取磁编码传感器测量到的磁编码值。
步骤602：根据磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定云台中电机的当前机械角度。
在本发明实施例中，以上述表2所示例的磁编码值与机械角度之间的对应关系为例，首先，按照每一对应关系中磁编码值从小到大的顺序对该对应关系进行排序，假设排序结果即为上述表2所示，之后，根据步骤601中获取到的磁编码值查找该排序结果，找到首个大于该获取到的磁编码值的磁编码值，为了描述方便，将该找到的磁编码值称为第六磁编码值，按照排列顺序，将位于该第六磁编码值之前的称为第五磁编码值，也即该获取到的磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间。
后续，根据上述表2所示例的对应关系，获取与第五磁编码值对应的机械角度，为了描述方便，将该机械角度对应称为第五机械角度，并获取与第六磁编码值对应的机械角度，为了描述方便，将该机械角度对应称为第六机械角度，之后，根据第五机械角度与第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到云台中电机的当前机械角度。
举例来说，假设步骤601中获取到的磁编码值为b1，该b1位于上述表2所示例的B1和B2之间，那么，第五机械角度为R1，第六机械角度为R2，云台中电机的当前机械角度则可以通过下述公式(三)计算得到。
机械角度＝(1-α)R1+α*R2 公式(三)
在上述公式(三)中，α＝(b1-B1)/(B2-b1)。
本领域技术人员可以理解是，上述公式(三)仅仅作为举例，按照数据概念中线性插值的具体算法，还可以有其他公式，本发明对此不作限制。
由上述实施例可见，在霍尔传感器故障后，可以由磁编码传感器单独实现测量云台中电机的电角度，从而可以实现磁编码传感器的冗余作用，提高云台的稳定性。
至此，完成实施例四的相关描述。
此外，在本发明实施例中，不同于上述实施例一，还可以采用其他实现过程完成由磁编码传感器辅助霍尔传感器测得云台中电机的机械角度的过程，具体如下：
实施例五：
请参见图7，为本发明机械角度测量方法的又一个实施例流程图，该方法可以包括以下步骤：
步骤701：获取云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值。
步骤702：获取云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度。
步骤703：根据磁编码值与电角度确定云台中电机的机械角度，以根据机械角度控制云台的云台轴进行转动。
如下，对上述步骤701至步骤703进行描述：
在本实施例中，可以预先设置磁编码值范围与电角度周期的对应关系，具体的设置过程可以参见上述实施例二，在此不再详述。
在确定云台中电机的机械角度的过程中，则可以首先获取磁编码传感器测量到的磁编码值，同时获取霍尔传感器测量到的电角度，后续，确定该磁编码值所属的磁编码值范围，继而，根据预先设置的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定该磁编码值范围所属的电角度周期，根据该电角度周期以及该电角度，即可确定云台中电机的机械角度。
结合上述表1，举例来说，假设获取到的磁编码值属于[A4，A5]这一磁编码值范围，通过表1所示例的对应关系可知，[A4，A5]这一磁编码值范围属于第三电角度周期，那么，则可以通过下述公式(四)计算出云台中电机的机械角度。
机械角度＝电角度/对极数+180° 公式(四)
此外，需要说明的是，若当前获取到的磁编码值不属于任一有效磁编码值范围，在该种情况下，本发明实施例提出：确定前一次获取到的属于有效磁编码值范围的磁编码值，确定该磁编码值所属的电角度周期，之后，根据前后两次测量的电角度确定在前后两次采样时刻之间电角度周期是否发生跳变，以及具体的跳变情况，从而推算出当前获取到的磁编码值所属的电角度周期。
具体的，首先说明，为了描述方便，将当前获取到的磁编码值记为Ai，当前获取到的电角度记为Ei，将上述前一次获取到的属于有效磁编码值范围的磁编码值记为Aj，将与Aj在同一时刻获取到的电角度记为Ej。
若上述Aj与Ai的采样时刻相邻，那么，则可以直接确定Ej与Ei之间的差值是否大于预设阈值，例如180°，若是，则可以认为发生了一次电角度周期的跳变，并且，可以根据Ej与Ei之间的大小关系确定电角度周期的跳变方向；若Ej与Ei之间的差值不大于预设阈值，则可以认为未发生电角度周期的跳变。基于此，根据Aj所属的电角度周期即可确定出Ai所属的电角度周期。
若上述Ej与Ei的采样时刻不相邻，那么，则可以根据位于Ej与Ei的采样时刻之间的其他采样时刻所获取到的电角度确定在Ej与Ei的采样时刻之间，电角度周期是否发生了跳变，以及在发生跳变时，具体的跳变次数和每次电角度周期跳变的方向。举例来说，假设Aj属于第二电角度周期，假设Ej与Ei的采样时刻之间还具有一个采样时刻，在该采样时刻获取到的电角度记为Em，磁编码值记为Am，且假设Em与Ej之间的差值大于预设阈值，且Em小于Ej，据此，可以判断出，在Aj与Am之间发生一次电角度周期的跳变，并且是从第二电角度周期跳变至第三电角度周期；再假设Em与Ai之间的差值不大于预设阈值，据此，可以判断出，在Am与Ai之间未发生电角度周期的跳变，这也就是说，Ai与Am所属的电角度周期相同，即第三电角度周期。
通过上述描述，本发明实施例也可以实现在当前获取到的磁编码值不属于任一有效磁编码值范围时确定该磁编码值所属的电角度周期，继而根据该所属的电角度周期确定电机当前的机械角度。
由上述实施例可见，本发明通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，在云台正常工作过程中，可以根据霍尔传感器测量到的电角度与磁编码传感器辅助霍尔传感器所测量到的初始机械角度，确定出电机的机械角度，从而可以避免在云台一上电时，即采用“撞限位”方法确定云台中电机的电角度与机械角度之间的对应关系，因此，相对于现有技术而言，可以提高机械角度的计算效率，并且不会对云台结构的稳定性造成影响。
基于与上述机械角度检测方法同样的发明构思，本发明实施例还提供一种云台，如图8所示，云台800包括电机810、云台轴820，所述云台还包括：磁编码传感器830、霍尔传感器840以及处理器850。
其中，所述磁编码传感器830，用于测量得到磁编码值；
所述霍尔传感器840，用于测量得到电角度；
所述处理器850，用于根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。
在一实施例中，所述处理器850用于：确定所述磁编码值所属的电角度周期，根据所述电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：确定所述磁编码值所属的磁编码值范围；根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期。
在一实施例中，所述处理器850用于：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，并以所述第一采样频率获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；
若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的多个第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的多个第三磁编码值；
当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；
根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围对应的电角度周期。
在一实施例中，所述设定状态包括：首次上电状态。
在一实施例中，所述处理器850用于：控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。
在一实施例中，所述处理器850用于：按照采样的先后顺序，对所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序；
根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；
针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
在一实施例中，所述处理器850用于：确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。
在一实施例中，所述处理器850还用于：根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；
若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。
在一实施例中，所述处理器850用于：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；
再次获取所述磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
在一实施例中，所述处理器850用于：当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；
根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；
根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，所述处理器850还用于：在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；
获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。
在一实施例中，所述处理器850用于：以设定的第三采样频率获取所述霍尔传感器测量到的机械角度。
在一实施例中，所述处理器850用于：以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。
在一实施例中，所述处理器850用于：建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系。
在一实施例中，所述处理器850用于：按照每一所述对应关系中磁编码值从小到大的顺序对所述对应关系进行排序；
根据所述磁编码值查找排序结果，找到所述磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间；
获取与所述第五磁编码值对应的第五机械角度，以及获取所述第六磁编码值对应的第六机械角度；
根据所述第五机械角度与所述第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，所述磁编码传感器位于所述电机中转轴的轴侧。
基于与上述机械角度检测方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质可以位于云台，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被执行时进行如下处理：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。
在一实施例中，在获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值的过程中，所述计算机指令被执行时还进行如下处理：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
在一实施例中，在根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：确定所述磁编码值所属的电角度周期，根据所述电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度。
在一实施例中，在所述确定所述磁编码值所属的电角度周期的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：确定所述磁编码值所属的磁编码值范围；根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期。
在一实施例中，在预先设定磁编码值范围与电角度周期的对应关系的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，并以所述第一采样频率获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；
若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的多个第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的多个第三磁编码值；
当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；
根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围对应的电角度周期。
在一实施例中，所述设定状态包括：首次上电状态。
在一实施例中，在所述控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。
在一实施例中，在所述根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：按照采样的先后顺序，对所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序；
根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；
针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
在一实施例中，在所述确定所述初始磁编码值所属的磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：确定所述初始磁编码值所属的有效磁编码值范围。
在一实施例中，在控制所述电机旋转至第一限位处的过程之前，所述计算机指令被执行时还进行如下处理：根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；
若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。
在一实施例中，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。
在一实施例中，在所述确定所述初始磁编码值所属的有效磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：若确定所述初始磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；
再次获取所述磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
若再次获取到的初始磁编码值仍不属于任一所述有效磁编值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的初始磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
在一实施例中，在获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
在获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
在一实施例中，在根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。
在一实施例中，在根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，在所述根据所述电角度与所述云台中电机的初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，所述计算机指令被执行时还进行如下处理：在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。
在一实施例中，在预先设定磁编码值与机械角度之间的关联关系的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；
获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。
在一实施例中，在所述获取所述霍尔传感器测量到的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：以设定的第三采样频率获取所述霍尔传感器测量到的机械角度。
在一实施例中，在所述获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。
在一实施例中，在所述确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系。
在一实施例中，在所述根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：按照每一所述对应关系中磁编码值从小到大的顺序对所述对应关系进行排序；
根据所述磁编码值查找排序结果，找到所述磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间；
获取与所述第五磁编码值对应的第五机械角度，以及获取所述第六磁编码值对应的第六机械角度；
根据所述第五机械角度与所述第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到所述云台中电机的当前机械角度。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置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可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (55)

1.一种机械角度检测方法，应用于云台，其特征在于，所述方法包括：
获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；
获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期；
根据所述磁编码值所属的电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动；
其中，所述预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系通过如下方式设置：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，同时获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；
若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的第三磁编码值；
当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；
根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围所属的电角度周期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定状态包括：
首次上电状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，包括：
控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，包括：
按照采样的先后顺序，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；
针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，包括：
确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制所述电机旋转至第一限位处之前，所述方法还包括：
获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；
若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，包括：
若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；
再次获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编码 值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值，包括：
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
所述获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度，包括：
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，包括：
根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，包括：
当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度，包括：
确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；
根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；
根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系通过如下方式设置：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；
获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述获取所述霍尔传感器测量到的机械角度，包括：
以设定的第三采样频率获取所述霍尔传感器测量到的机械角度。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值，包括：
以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系，包括：
建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的机械角度，包括：
按照每一所述对应关系中磁编码值从小到大的顺序对所述对应关系进行排序；
根据所述磁编码值查找排序结果，找到所述磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间；
获取与所述第五磁编码值对应的第五机械角度，以及获取所述第六磁编码值对应的第六机械角度；
根据所述第五机械角度与所述第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到所述云台中电机的当前机械角度。
19.一种云台，所述云台包括电机、云台轴，其特征在于，所述云台上还包括磁编码传感器、霍尔传感器，以及处理器；
其中，所述磁编码传感器，用于测量得到磁编码值；
所述霍尔传感器，用于测量得到电角度；
所述处理器，用于确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期；根据所述磁编码值所属的电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动；
所述处理器还用于：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，并以所述第一采样频率获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的多个第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的多个第三磁编码值；当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围对应的电角度周期。
20.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述设定状态包括：
首次上电状态。
21.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。
22.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
按照采样的先后顺序，对所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序；
根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；
针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
23.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。
24.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述处理器还用于：
获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；
若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。
25.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。
26.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；
再次获取所述磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编码 值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
27.根据权利要求26所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
28.根据权利要求27所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。
29.根据权利要求28所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。
30.根据权利要求29所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；
根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；
根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。
31.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述处理器还用于：
在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。
32.根据权利要求31所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；
获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。
33.根据权利要求32所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
以设定的第三采样频率获取所述霍尔传感器测量到的机械角度。
34.根据权利要求33所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。
35.根据权利要求34所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系。
36.根据权利要求35所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
按照每一所述对应关系中磁编码值从小到大的顺序对所述对应关系进行排序；
根据所述磁编码值查找排序结果，找到所述磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间；
获取与所述第五磁编码值对应的第五机械角度，以及获取所述第六磁编码值对应的第六机械角度；
根据所述第五机械角度与所述第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到所述云台中电机的当前机械角度。
37.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，所述磁编码传感器位于所述电机中转轴的轴侧。
38.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
获取云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；
获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期；
根据所述磁编码值所属的电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动；
其中，所述预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系通过如下方式设置：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，同时获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；
若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的第三磁编码值；
当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；
根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围所属的电角度周期。
39.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，所述设定状态包括：
首次上电状态。
40.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。
41.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
按照采样的先后顺序，对所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序；
根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；
针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。
42.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述确定所述磁编码值所属的磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。
43.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，在控制所述电机旋转至第一限位处的过程之前，所述计算机指令被执行时还进行如下处理：
获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；
若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。
44.根据权利要求38所述的机器可读存储介质，其特征在于，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。
45.根据权利要求44所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；
再次获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编码 值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。
46.根据权利要求45所述的机器可读存储介质，其特征在于，在获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；
在获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。
47.根据权利要求46所述的机器可读存储介质，其特征在于，在根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。
48.根据权利要求47所述的机器可读存储介质，其特征在于，在根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；
根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。
49.根据权利要求48所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；
根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；
根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。
50.根据权利要求49所述的机器可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令被执行时还进行如下处理：
在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。
51.根据权利要求50所述的机器可读存储介质，其特征在于，在预先设定磁编码值与机械角度之间的关联关系的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；
控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；
获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；
确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。
52.根据权利要求51所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述获取所述霍尔传感器测量到的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
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53.根据权利要求52所述机器可读存储介质，其特征在于，在所述获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。
54.根据权利要求53所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
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55.根据权利要求54所述的机器可读存储介质，其特征在于，在所述根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的机械角度的过程中，所述计算机指令被执行时进行如下处理：
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