CN108475074A - 云台随动控制方法及控制设备 - Google Patents

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张立天
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Shenzhen Dajiang Innovations Technology Co Ltd
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Abstract

一种云台随动控制方法及控制设备，包括，获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹(S201)；根据飞行器在预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向通过输出接口调整搭载在飞行器上的云台的姿态(S202)。该方法及控制设备保证云台的姿态能够按照飞行轨迹进行自动调整，满足了用于对云台姿态调整的自动化、智能化需求。

Description

云台随动控制方法及控制设备
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该专利披露。
技术领域
本发明涉及飞行器控制技术领域，尤其涉及一种云台随动控制方法及控制设备。
背景技术
随着无人机技术的发展，多旋翼无人机越来越普及，被广泛应用于航拍领域，航拍技术可用于灾情评估、抢险救灾、现场侦察、军事演练等领域。而随着小型无人机进入消费级市场，消费者接越来越多地触到航拍技术，且越来越追求航拍带来的乐趣。
无人机的航拍离不开云台，云台是监控系统中用于安装和固定摄像设备的支撑设备，由云台来控制摄像机或其它设备的拍摄方向。一般情况下，三轴云台可以在俯仰pitch、横滚roll以及航向yaw三个轴向上进行姿态控制，以便于调整摄像设备的拍摄方向，使摄像设备的拍摄方向固定在某个方向上，例如固定在飞行器机头的方向上，或者固定在用户控制的某个拍摄方向上。
如何更好地控制云台的姿态来满足用户对飞行器的飞行体验成为研究的热点。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种云台随动控制方法及控制设备，可以使飞行器的云台姿态根据飞行器的飞行轨迹进行调整。
本发明实施例第一方面提供了一种云台随动控制方法，包括：
获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；
根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
本发明实施例第二方面提供了一种控制设备，包括：控制器和控制接口；
所述控制器，用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向通过所述控制接口调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
本发明实施例可以根据飞行器在飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态，基于速度方向将云台的姿态与飞行轨迹进行绑定，可以较好地保证云台的姿态能够按照飞行轨迹进行自动调整，满足了用于对云台姿态调整的自动化、智能化需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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。
图1是本发明实施例的一种飞行控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种云台随动控制方法流程图；
图3为本发明实施例的一种速度方向获取示意图；
图4为本发明实施例的一种获取飞行器的预测飞行轨迹方法流程图；
图5为本发明实施例的另一种获取飞行器的预测飞行轨迹方法流程图；
图6为本发明实施例的一种云台调整控制方法的流程示意图；
图7为本发明实施例的一种俯仰角和偏航角预测示意图；
图8为本发明实施例的另一种云台调整控制方法的流程示意图；
图9为本发明实施例的再一种云台调整控制方法的流程示意图；
图10是本发明实施例的又一种云台调整控制方法的流程示意图；
图11是本发明实施例的一种飞行器模式控制方法的流程示意图；
图12是本发明实施例的一种云台随动控制装置的结构示意图；
图13是本发明实施例的一种控制设备的结构示意图。
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付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。
在图1中示出了本发明实施例的一种飞行控制系统。该系统包括飞行器、搭载在所述飞行器上的云台102，以及用于飞行器进行控制或者同时对飞行器和云台102进行控制的地面控制设备103。所述飞行器通常可以是各类型的UAV101(Unmanned Aerial Vehicle，无人机)，例如四旋翼UAV、六旋翼UAV等。搭载在UAV101上的云台102可以是三轴云台，即该云台102的姿态可以在俯仰pitch、横滚roll以及航向yaw三个轴上进行控制，以便于确定出云台102的朝向，使得配置在云台102上的摄像设备等能够完成相应目标的航拍等任务。
UAV101可以具有多种工作模式，在一个实施例中，可以包括第一工作模式、第二工作模式等，其中，在该第一工作模式下，用户可以分别控制UAV101飞行和云台102的姿态，使得UAV101按照用户的希望进行飞行，并且云台102朝向用户希望的方向完成拍摄等任务；在该第二工作模式下，可以预测UAV101的飞行轨迹，并根据飞行轨迹来提前控制云台102的姿态，以便于完成特殊的飞行体验。例如，在第二工作模式下，可以较好地预测出在未来某个时长内UAV101的飞行轨迹，基于该飞行轨迹上某个点的预测速度方向，来调整云台102的姿态，云台102上挂载的摄像设备朝向该预测的速度方向拍摄图像，使得用户能够体验到真实的飞行体验。
UAV101中包括飞行控制器，飞行控制器通过无线连接方式(例如基于WiFi或射频通信的无线连接方式等)与所述地面控制设备103建立通信连接。所述地面控制设备103可以是带摇杆的控制器，通过杆量来对飞行器进行控制。所述地面控制设备103也可以为智能手机、平板电脑等智能设备，可以通过在用户界面UI上配置飞行轨迹来控制UAV101自动飞行，或者通过体感等方式来控制UAV101自动飞行。
请参阅图2，在本发明一个实施例中，提供一种云台随动控制方法，至少可以包括以下几个步骤：
步骤S201：获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；
具体地，预测飞行器在接下来的一段时间内(即预置时长内)的飞行轨迹。其中，预置时长较短，时长通常为秒级，例如可以是3s、5s等。
步骤S202：根据飞行器在预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
其中，云台搭载在飞行器上，用于安装和固定摄像设备，采集飞行器在飞行过程中的图像信息，云台可以用个三个转轴来控制摄像设备的转动，三个转轴分别是俯仰轴、航向轴、横滚轴。
其中，调整云台的姿态可以是调整云台的俯仰角、偏航角、横滚角三个角度中的至少一个。
具体地，在预测飞行轨迹上选定一个点B，根据预测出的B点的速度方向调整云台的姿态。B点的速度方向即为该点在运动轨迹上的切线的方向，如图3所示。
优选地，其中一点可以是预测飞行轨迹上前半部分的一个点，当其中一点为预测飞行轨迹上前半部分的一个点时，最终获得的图像信息不会滞后也不会过于超前。
可选地，其中一点可以是预测飞行轨迹上后半部分的一个点，当然还可以是预测飞行轨迹的起点，也即根据飞行器的当前速度方向来调整云台的姿态；或者，其中一点也可以是预测飞行轨迹的终点。
在本发明实施例中，仅描述了对未来一段飞行轨迹的预测，根据这段预测飞行轨迹来调整云台的姿态。可以知道的是，飞行器在整个飞行过程中以一定的频率不断地预测预置时长内的飞行轨迹，然后根据每一段预测飞行轨迹对云台的姿态进行调整，进而可以推广到整个飞行过程中对云台姿态的调整。例如，飞行器在飞行的过程中每隔几百毫秒执行一次步骤S201和步骤S202。
本发明实施例通过将预测飞行轨迹上某一个轨迹点的预测速度方向与云台的姿态进行绑定，对云台的姿态进行调整，进而调整固定在云台上的摄像设备的方向，获取图像信息，可以使用户在操控无人机的过程中获得更真实的飞行体验。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹至少可以包括以下几个步骤，如图4所示：
步骤S401：获取飞行器的当前位置以及预设的飞行轨迹；
步骤S402：根据当前位置以及预设的飞行轨迹，确定预测飞行轨迹。
具体地，飞行器是根据算法生成的飞行轨迹飞行的，根据飞行器当前所处的地理位置以及预先设置的飞行轨迹，可以确定预测飞行轨迹。其中，飞行器的地理位置可以但不限于由GPS确定。
具体地，飞行器的飞行轨迹可以是用户在飞行器起飞之前设定的，也可以是在飞行器飞行的过程中设定的，飞行器可以自动沿着设定好的飞行轨迹飞行，无需人工操作。其中，设定的方式可以是用户在地图中或者图像中选择若干个点，然后飞行器根据该若干个点生成飞行轨迹；设定的方式还可以是用户直接在地图或者图像中以手动等方式画出轨迹，然后飞行器对该轨迹进行处理(例如平滑或者其他处理等)，最终生成飞行轨迹。其中，地图或者图像可以显示在与飞行器绑定的控制装置或者移动终端的显示屏中。
本发明实施例可以根据预先设置的飞行轨迹以及飞行器的当前位置预测接下来一段时间内的飞行轨迹。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹至少可以包括以下几个步骤，如图5所示：
步骤S501：获取飞行器的当前飞行状态；
步骤S502：根据所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
具体地，当前飞行状态至少可以包括当前飞行的速度等，其中，该速度包括速度方向和速度大小。根据飞行器当前的速度以及结合飞行动力学，可以获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹。其中，预测飞行轨迹的方法可以但不限于是motionprimitive,minimum-snap trajectory generation等。
可选地，本实施例中，飞行器可以是处于智能模式下飞行，在该模式下，飞行器可以是跟随目标对象飞行，其中，目标对象可以是任何可移动的或静止的物体；或者，飞行器可以是环绕目标对象飞行，其中，该目标对象可以是用户选定的一个地点或者环绕对象；或者，飞行器可以是在用户指定一个方向或位置后朝该方向或位置飞行。
可选地，本实施例中，除了获取飞行器的当前飞行状态，还可以获取用户输入的对于飞行器的控制指令，其中，该控制指令指的是用户输入的用于改变飞行器的飞行状态的指令；从而根据飞行器当前的飞行状态以及用户输入的控制指令，获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹。其中，控制指令具体可以用于控制飞行器的飞行状态。控制指令可以由用户通过与飞行器绑定的控制装置或者移动终端发出。
具体地，用户可以操作与飞行器绑定的控制装置上的操作杆，使该操作杆的杆量发生变化，然后根据杆量生成相应的控制指令并发送给飞行器，进而控制飞行器的飞行状态。例如，用户通过elevator杆量可以控制飞行器的飞行速度(例如：elevator为正，则飞行器进行加速)；用户通过throttle杆量控制飞行器飞行的高度；用户通过rudder杆量控制飞行器进行协调转弯，改变飞行的航向。
具体地，用户还可以通过操作与飞行器绑定的移动终端，产生相应的控制指令并发送给飞行器，进而控制飞行器的飞行状态。其中，移动终端可以但不限于是手机、手环、智能眼镜或者头戴式显示设备等。用户可以通过点击手机显示屏上相应的区域或者相应的图标产生相应的控制指令并发送给飞行器，进而控制飞行器的飞行状态。例如，当用户点击屏幕上的加速按钮时，可以生成加速指令并发送给飞行器，从而可以控制飞行器加速；当用户点击屏幕上的左转按钮时，可以生成左转指令并发送给飞行器，从而可以控制飞行器左转等等。用户还可以通过对手机、手环、智能眼镜或者头戴式显示设备等输入体感控制信号，从而对飞行器进行控制。用户手握或者头戴移动终端时，通过控制移动终端的姿态产生相应的控制指令并发送给飞行器，进而控制飞行器的飞行状态。例如，当用户向右挥动手臂时，根据手机或者手环上的运动传感器监测出向右移动的运动数据后，生成右转的控制指令并发送给飞行器，从而控制飞行器右转。其中，用户挥动手臂的速度可以决定飞行器右转的速度。可以知道的是，用户可以根据自己的使用习惯，预先设置不同的动作与控制指令的映射关系。
在飞行中，飞行器还可以具备避障功能，即在飞行过程中，与障碍物的距离始终不小于预置距离，以保证飞行器的安全飞行。
本发明实施例可以根据飞行器当前的飞行状态，或者结合用户输入的控制指令，预测飞行器接下来一段时间内的飞行轨迹。
基于以上说明，本发明实施例中提到的调整搭载在飞行器上的云台的姿态可以是对云台的俯仰角和/或偏航角进行调整，具体实现方式如图6所示，至少包括以下几个步骤：
步骤S601：获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；
步骤S602：根据所述预测飞行轨迹得到所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向；
步骤S603：根据所述预测速度方向计算得到角度信息，并根据该角度信息对搭载在所述飞行器上的云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
例如，如图7所示，若A点为预测飞行轨迹的起点，B点为预测飞行轨迹的其中一点，即为云台航向计算点。以B点作为原点的坐标系中，水平向右为x轴的正方向，水平向前为y轴的正方向，竖直向上为z轴的正方向。那么B点的预测速度方向与xBy平面的夹角可以决定云台的俯仰角，预测速度方向与yBz平面的夹角可以决定云台的偏航角。
可以知道的是，在该实施例中，可以只对云台的俯仰角进行调整，也可以只对云台的偏航角进行调整，还可以同时对云台的俯仰角和偏航角进行调整。
本发明实施例可以通过在预测飞行轨迹上选取一个轨迹点，并根据该轨迹点的速度方向对云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，整搭载在飞行器上的云台的姿态还可以是对云台的横滚角进行调整，具体实现方式如图8所示，至少可以包括以下几个步骤：
步骤S801：获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；
步骤S802：根据预测飞行轨迹得到飞行器在预测飞行轨迹上其中一点的预测向心加速度；
可以知道的是，在该实施例中提到的其中一点与上一实施例中关于俯仰角和/或偏航角的其中一点可以是同一个点。
步骤S803：根据该向心加速度调整云台的横滚角。
具体地，根据飞行器在其中一点的速度值以及轨迹半径可以得出该向心加速度的值，进而根据该向心加速度的值调整云台的横滚角。
其中，云台的横滚角的正切值与速度值的平方成正比，与轨迹半径成反比。若以roll代表横滚角，则横滚角的计算公式可以是：。
本发明实施例可以通过在预测飞行轨迹上选取一个轨迹点，并根据该轨迹点的向心加速度对云台的横滚角进行调整。
此外，本发明实施例还提供了另外一种横滚角的调整方式，在该调整方式中具体可以根据飞行器当前时刻的横滚角来对云台的横滚角进行调整。如图9所示，包括如下步骤。
步骤S901：获取所述飞行器的横滚角信息；飞行器的横滚角度信息可以根据飞行器中内容的运动传感器，例如陀螺仪等传感器，来对飞行器当前的横滚角进行感测，得到具体横滚角度信息。
步骤S902：根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整。在一个实施例中可以直接使用在S901中获取到的飞行器的横滚角度信息中的角度来作为云台的横滚角度。或者在其他实施例中，在根据所述飞行器的横滚角对所述云台的横滚角进行调整时，也可以云台roll＝K*飞行器roll的计算公式来得到云台的横滚角roll，K为一个经过统计学习的比例系数。所述云台的横滚角与所述飞行器的横滚角成正比。
此外，本发明实施例还提供了另外一种横滚角的调整方式，具体实现方式如图10所示，至少可以包括以下几个步骤：
步骤S1001：获取与飞行器匹配的控制设备上飞行方向控制杆的杆量信息；
具体地，预先在与飞行器匹配的遥控装置上设置一个与横滚角映射的杆量，用户可以通过操控该杆量对横滚角进行调整。
步骤S1002：根据预设的杆量信息与角度的映射关系，确定获取的杆量信息所对应的角度，并将云台的横滚角调整为确定的角度。
具体地，预先设置一个杆量信息与角度的映射关系，根据用户操作该杆量得到的杆量信息，查找与该杆量信息对应的角度，进而根据该角度调整云台的横滚角。
例如，当用户向右打杆30°时，根据映射关系可以查找到对应的角度为30°，进而将云台的横滚角调整为30°(沿着横滚轴向右偏移30°)；当用户向左打杆45°时，根据映射关系可以查找到对于的角度为-45°，进而将云台的横滚角调整为-45°(沿着横滚轴向左偏移45°)。
本发明实施例可以根据与飞行器匹配的控制设备上飞行方向的控制杆量对云台横滚角映射进行调整。
基于以上描述，在本发明实施例一种可能的实现方式中，整搭载在飞行器上的云台的姿态还可以是对云台的俯仰角以及横滚角进行调整。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，整搭载在飞行器上的云台的姿态还可以是对云台的偏航角以及横滚角进行调整。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，整搭载在飞行器上的云台的姿态还可以是对云台的俯仰角、偏航角以及横滚角进行调整。
在本发明实施例一种可能的实现方式中，在获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹之前，还可以但不限于包括以下几个步骤，如图11所示：
步骤S1101：接收进入预设飞行模式的指令；
优选地，进入预设飞行模式的指令可以是抛飞指令。具体地，当通过传感器检测到飞行器从用户手中释放时，可以产生抛飞指令。可以知道的是，接收到抛飞指令之后可以使飞行器产生驱动信号，用于驱使飞行器自身产生升力或者推力，促使飞行器起飞。
可选地，进入预设飞行模式的指令还可以是杆量指令。具体地，用户可以通过与飞行器匹配的控制装置上的操作杆发出指令，当用户推动该操作杆时，检测到该操作杆的杆量发生变化，进而产生杆量指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该杆量与进入该预设飞行模式的映射关系。
可选地，进入预设飞行模式的指令还可以是遥控指令。具体地，用户可以通过与飞行器匹配的控制装置上的确认进入按钮发出指令，当用户按下该按钮，产生遥控指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该按钮与进入该预设飞行模式的映射关系。
可选地，进入预设飞行模式的指令还可以是预设APP指令。具体地，用户可以通过与飞行器绑定的终端上的预设APP发出指令，当用户点击该预设APP控制界面的目标区域时，产生预设APP指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该目标区域与进入该预设飞行模式的映射关系。
可以知道的是，进入预设飞行模式的指令还可以是上述抛飞指令、杆量指令、遥控指令以及预设APP指令的任意组合。
步骤S1102：当确定飞行器的速度满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物时，进入预设飞行模式。
具体地，接收到进入预设飞行模式指令时或者接收到进入预设飞行模式指令之后，判断飞行器的速度是否满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物。若飞行器的速度满足预设的条件且在预设范围内没有检测到障碍物，进入预设飞行模式；若否，飞行器按照用户在发出进入预设飞行模式指令之前设定的飞行模式飞行。
本发明实施例可以提供多种飞行器进入预设飞行模式的控制指令，且判断飞行器当前的状态是否满足进入预设飞行模式的条件。
基于上述实施例，飞行器在飞行中，还可以根据与所述飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对所述飞行器进行控制。即通过移动终端中的运动传感器、陀螺仪等感测用户肢体动作的物理参数，再根据物理参数求得用户的各种动作，产生不同的体感控制信号，根据预设的映射关系确定不同的体感控制信号对应的控制指令，然后将控制指令发送给飞行器，进而控制飞行器的飞行状态。
具体地，用户可以通过对手机、手环、智能眼镜或者头戴式显示设备等输入体感控制信号，产生控制指令发送给飞行器，从而对飞行器进行控制。例如，当用户向右挥动手臂时，根据手机或者手环上的运动传感器、陀螺仪等监测出向右移动的体感控制信号后，生成右转的控制指令并发送给飞行器，从而控制飞行器右转。其中，用户挥动手臂的速度可以决定飞行器右转的速度。可以知道的是，用户可以根据自己的使用习惯，预先设置不同的动作与控制指令的映射关系。
本发明实施例提供了一种体感控制方法，在飞行器飞行的过程中，通过与飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对飞行器进行控制，便于用户操作，提升用户体验。
基于以上说明，本发明实施例还提供了预设飞行模式退出方案，具体如下，该方法还包括：
接收退出预设飞行模式的指令；
可选地，退出预设飞行模式的指令可以是杆量指令。具体地，用户可以通过与飞行器匹配的控制装置上的操作杆发出指令，当用户推动该操作杆时，检测到该操作杆的杆量发生变化，进而产生杆量指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该杆量与退出该预设飞行模式的映射关系。可以知道的是，该退出预设飞行模式指令中的操作杆可以与前述实施例中进入预设飞行模式指令中的操作杆为同一个操作杆，可以通过该操作杆杆量的大小确定该杆量指令为进入或者退出预设飞行模式的指令。例如，当杆量大于零时，该杆量指令为进入预设飞行模式指令；当杆量为零时，该杆量指令为退出预设飞行模式指令。
可选地，退出预设飞行模式的指令还可以是遥控指令。具体地，用户可以通过与飞行器匹配的控制装置上的确认退出按钮发出指令，当用户按下该按钮，产生遥控指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该按钮与退出该预设飞行模式的映射关系。
可选地，退出预设飞行模式的指令还可以是预设APP指令。具体地，用户可以通过与飞行器绑定的终端上的预设APP发出指令，当用户点击该预设APP控制界面的目标区域时，产生预设APP指令并发送给飞行器。可以知道的是，可以预先设定该目标区域与退出该预设飞行模式的映射关系。
可以知道的是，退出预设飞行模式的指令还可以是上述杆量指令、遥控指令以及预设APP指令的任意组合。
可以知道的是，预设飞行模式可以但不限于是固定翼飞行模式。
退出预设飞行模式。
本发明实施例可以提供多种飞行器退出预设飞行模式的控制指令，并使飞行器退出预设飞行模式。
下面对本发明实施例的云台随动控制装置和控制设备进行说明。
请参见图12，是本发明实施例的一种云台随动控制装置的结构示意图，本发明实施例的所述装置可以作为一个控制装置设置在飞行器上，在其他实施例中也可以设置在一些智能终端中。具体的，所述装置包括如下模块。
第一获取模块1201，用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；第一调整模块1202，用于根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
在一个可选地实施例中，所述第一获取模块1201，具体用于获取飞行器的当前位置以及预设的飞行轨迹；根据获取的所述当前位置以及预设的飞行轨迹，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选地实施例中，所述第一获取模块1201，具体用于获取飞行器的当前飞行状态；根据获取的所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选地实施例中，所述第一获取模块1201，具体还用于获取用户输入的对所述飞行器的控制指令；根据获取的所述控制指令和所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选地实施例中，所述第一调整模块1202，用于根据所述预测飞行轨迹确定所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向；根据确定的所述预测速度方向计算得到角度信息，并根据该角度信息对搭载在所述飞行器上的云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：第二调整模块1203，用于根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角。
在一个可选地实施例中，所述第二调整模块1203，具体用于根据所述飞行器在所述其中一点的速度值以及轨迹半径调整所述云台的横滚角；其中，所述云台的横滚角的正切值与所述速度值的平方成正比，与所述轨迹半径成反比。
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：第二获取模块1211，用于获取所述飞行器的横滚角信息；第三调整模块1212，用于根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整。
在一个可选地实施例中，所述第三调整模块1212，具体用于根据所述飞行器的横滚角对所述云台的横滚角进行调整；其中，所述云台的横滚角与所述飞行器的横滚角成正比。
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：第三获取模块1204，用于获取与所述飞行器匹配的控制设备上飞行方向控制杆的杆量信息；第四调整模块1205，用于根据预设的杆量信息与角度的映射关系，确定所述第三获取模块1204获取的杆量信息所对应的角度，并将所述云台的横滚角调整为所述确定的角度。
在一个可选地实施例中，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中前半部分中的一个点。
在一个可选地实施例中，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中后半部分中的一个点。
可以知道的是，其中一点还可以是预测飞行轨迹的起点或者终点。
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：第一接收模块1206，用于在所述第一获取模块1201获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹之前，接收进入预设飞行模式的指令；进入模块1207，用于进入所述预设飞行模式。
在一个可选地实施例中，所述进入预设飞行模式的指令，包括以下至少一种：杆量指令、遥控指令、预设APP指令以及抛飞指令；所述进入模块1207，具体用于当确定所述飞行器的速度满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物时，进入所述预设飞行模式。
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：体感控制模块1208，用于根据与所述飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对所述飞行器进行控制。
在一个可选地实施例中，所述体感控制模块1208，具体用于获取所述移动终端生成的体感控制信号，所述体感控制信号是所述移动终端在调用运动传感器感测到该移动终端的运动数据后根据该运动数据生成的；根据所述体感控制信号与飞行器的飞行动作信息的映射关系，确定所述飞行器的飞行动作信息，并对所述飞行器的飞行动作进行调整
在一个可选地实施例中，所述装置还可以包括：第二接收模块1209，用于接收退出所述预设飞行模式的指令；退出模块1210，用于退出所述预设飞行模式。
本发明实施例中，所述装置的各个模块的具体实现可参考上述各个实施例中相关内容的描述。
本发明实施例可以根据飞行器在飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态，基于速度方向将云台的姿态与飞行轨迹进行绑定，可以较好地保证云台的姿态能够按照飞行轨迹进行自动调整，满足了用于对云台姿态调整的自动化、智能化需求。
再请参见图13，是本发明实施例的一种控制设备的结构示意图，本发明实施例的所述控制设备可以为一个单独的控制设备，包括触摸屏等用户接口、有线或者无线通信接口，以及其他的诸如电源等模块。本发明实施例的所述控制设备还可以具体为一个智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备等智能终端。本发明实施例的所述控制设备还可以配置到飞行器上，通过无线或者有线通信接口与其他设备相连，收发控制信号并进行相应的处理。
所述控制设备可以包括控制器1301和控制接口1302，所述控制器1301、控制接口1302以及存储器之间通信相连。所述控制接口1302可以为一个接口电路，所述控制器1301通过该接口电路将相应的数据或控制信号发送给云台，以便于调整云台的姿态。所述控制器1301可以由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)来实现，也可以由FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等可编程器件来实现。
在本发明实施例中，所述控制器1301，用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向通过所述控制接口1302调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，用于获取飞行器的当前位置以及预设的飞行轨迹；根据所述当前位置以及预设的飞行轨迹，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，用于获取飞行器的当前飞行状态；根据所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，用于获取用户输入的对所述飞行器的控制指令；根据所述控制指令和所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态时，用于根据所述预测飞行轨迹确定所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向；根据所述预测速度方向计算得到角度信息，并根据该角度信息对搭载在所述飞行器上的云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，还用于根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角时，用于根据所述飞行器在所述其中一点的速度值以及轨迹半径调整所述云台的横滚角；其中，所述云台的横滚角的正切值与所述速度值的平方成正比，与所述轨迹半径成反比。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，还用于获取所述飞行器的横滚角信息；根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整时，用于根据所述飞行器的横滚角对所述云台的横滚角进行调整；其中，所述云台的横滚角与所述飞行器的横滚角成正比。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，还用于获取与所述飞行器匹配的控制设备上飞行方向控制杆的杆量信息；根据预设的杆量信息与角度的映射关系，确定所述获取的杆量信息所对应的角度，并将所述云台的横滚角调整为所述确定的角度。
在一个可选的实施例中，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中前半部分中的一个点。
在一个可选的实施例中，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中后半部分中的一个点。
可以知道的是，其中一点还可以是预测飞行轨迹的起点或者终点。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹之前，还用于接收进入预设飞行模式的指令；进入所述预设飞行模式。
在一个可选的实施例中，所述进入预设飞行模式的指令，包括以下至少一种：杆量指令、遥控指令、预设APP指令以及抛飞指令；所述控制器1301，在用于进入所述预设飞行模式时，具体用于当确定所述飞行器的速度满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物时，进入所述预设飞行模式。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，还用于根据与所述飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对所述飞行器进行控制。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，在用于通过与所述飞行器绑定的移动终端对所述飞行器进行控制时，用于获取所述移动终端生成的体感控制信号，所述体感控制信号是所述移动终端在调用运动传感器感测到该移动终端的运动数据后根据该运动数据生成的；根据所述体感控制信号与飞行器的飞行动作信息的映射关系，确定所述飞行器的飞行动作信息，并对所述飞行器的飞行动作进行调整。
在一个可选的实施例中，所述控制器1301，还用于接收退出所述预设飞行模式的指令；退出所述预设飞行模式。
本发明实施例的所述控制设备中所述控制器1301的具体实现可参考上述各个实施例中相应步骤或者模块的具体实现。
本发明实施例可以根据飞行器在飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态，基于速度方向将云台的姿态与飞行轨迹进行绑定，可以较好地保证云台的姿态能够按照飞行轨迹进行自动调整，满足了用于对云台姿态调整的自动化、智能化需求。
可以理解，以上所揭露的仅为本发明实施例的部分实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (36)

1.一种云台随动控制方法，其特征在于，包括：
获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；
根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹，包括：
获取飞行器的当前位置以及预设的飞行轨迹；
根据所述当前位置以及预设的飞行轨迹，确定所述预测飞行轨迹。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹，包括：
获取飞行器的当前飞行状态；
根据所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹，还包括：
获取用户输入的对所述飞行器的控制指令；
根据所述控制指令和所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
5.如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态，包括：
根据所述预测飞行轨迹确定所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向；
根据所述预测速度方向计算得到角度信息，并根据该角度信息对搭载在所述飞行器上的云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角。
7.如权利要求6所述的方法，其特性在于，所述根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角，包括：
根据所述飞行器在所述其中一点的速度值以及轨迹半径调整所述云台的横滚角；
其中，所述云台的横滚角的正切值与所述速度值的平方成正比，与所述轨迹半径成反比。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法，还包括：
获取所述飞行器的横滚角信息；
根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整，包括：
根据所述飞行器的横滚角对所述云台的横滚角进行调整；
其中，所述云台的横滚角与所述飞行器的横滚角成正比。
10.如权利要求1所述的方法，所述方法，还包括：
获取与所述飞行器匹配的控制设备上飞行方向控制杆的杆量信息；
根据预设的杆量信息与角度的映射关系，确定所述获取的杆量信息所对应的角度，并将所述云台的横滚角调整为所述确定的角度。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中前半部分中的一个点。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中后半部分中的一个点。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹之前，还包括：
接收进入预设飞行模式的指令；
进入所述预设飞行模式。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述进入预设飞行模式的指令，包括以下至少一种：杆量指令、遥控指令、预设APP指令以及抛飞指令。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述进入所述预设飞行模式，包括：
当确定所述飞行器的速度满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物时，进入所述预设飞行模式。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据与所述飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对所述飞行器进行控制。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述通过与所述飞行器绑定的移动终端对所述飞行器进行控制，包括：
获取所述移动终端生成的体感控制信号，所述体感控制信号是所述移动终端在调用运动传感器感测到该移动终端的运动数据后根据该运动数据生成的；
根据所述体感控制信号与飞行器的飞行动作信息的映射关系，确定所述飞行器的飞行动作信息，并对所述飞行器的飞行动作进行调整。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态之后，还包括：
接收退出所述预设飞行模式的指令；
退出所述预设飞行模式。
19.一种控制设备，其特征在于，包括：控制器和控制接口；
所述控制器，用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹；根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向通过所述输出接口调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，具体用于：
获取飞行器的当前位置以及预设的飞行轨迹；
根据所述当前位置以及预设的飞行轨迹，确定所述预测飞行轨迹。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，具体用于：
获取飞行器的当前飞行状态；
根据所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹时，具体用于：
获取用户输入的对所述飞行器的控制指令；
根据所述控制指令和所述当前飞行状态，确定所述预测飞行轨迹。
23.如权利要求20-22任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于根据所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向调整搭载在所述飞行器上的云台的姿态时，具体用于：
根据所述预测飞行轨迹确定所述飞行器在所述预测飞行轨迹上的其中一点的预测速度方向；
根据所述预测速度方向计算得到角度信息，并根据该角度信息对搭载在所述飞行器上的云台的俯仰角和/或偏航角进行调整。
24.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
根据所述飞行器在所述其中一点的预测向心加速度调整所述云台的横滚角时，用于根据所述飞行器在所述其中一点的速度值以及轨迹半径调整所述云台的横滚角；其中，所述云台的横滚角的正切值与所述速度值的平方成正比，与所述轨迹半径成反比。
26.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
获取所述飞行器的横滚角信息；
根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整。
27.如权利要求26所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于根据所述飞行器的横滚角信息对所述云台的横滚角进行调整时，具体用于：
根据所述飞行器的横滚角对所述云台的横滚角进行调整；其中，所述云台的横滚角与所述飞行器的横滚角成正比。
28.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
获取与所述飞行器匹配的控制设备上飞行方向控制杆的杆量信息；
根据预设的杆量信息与角度的映射关系，确定所述获取的杆量信息所对应的角度，并将所述云台的横滚角调整为所述确定的角度。
29.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中前半部分中的一个点。
30.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述其中一点为所述预测飞行轨迹中后半部分中的一个点。
31.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于获取飞行器的距离当前预置时长内的预测飞行轨迹之前，还用于：
接收进入预设飞行模式的指令；
进入所述预设飞行模式。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，所述进入预设飞行模式的指令，包括以下至少一种：杆量指令、遥控指令、预设APP指令以及抛飞指令。
33.如权利要求31所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于进入所述预设飞行模式时，具体用于：
当确定所述飞行器的速度满足预设条件且在预设范围内没有检测到障碍物时，进入所述预设飞行模式。
34.如权利要求19任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
根据与所述飞行器绑定的移动终端产生的体感控制信号对所述飞行器进行控制。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述控制器在用于通过与所述飞行器绑定的移动终端对所述飞行器进行控制时，具体用于：
获取所述移动终端生成的体感控制信号，所述体感控制信号是所述移动终端在调用运动传感器感测到该移动终端的运动数据后根据该运动数据生成的；
根据所述体感控制信号与飞行器的飞行动作信息的映射关系，确定所述飞行器的飞行动作信息，并对所述飞行器的飞行动作进行调整。
36.如权利要求31所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：
接收退出所述预设飞行模式的指令；
退出所述预设飞行模式。
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