CN108698705A - 增稳平台和相机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于减少响应于负载的状态信息而调整多向云台的姿态时的延迟的方法和系统。可以连同IMU一起设置至少一个ESC单元以减少从IMU向ESC单元传输信号所需的时间。该IMU和所述至少一个ESC单元可以支撑在收纳于该负载中的电路板上。所述至少一个ESC单元可以基本上实时地响应于该负载的状态信息而调节该相应电机的运动以使该负载稳定。
Description
背景技术
可以提供诸如云台之类的增稳平台以使负载(其可以包括传感器、货物和/或装置)稳定。例如,负载可以包括在拍摄静止照片或视频的同时要求稳定的相机。多向云台可以能够通过响应于负载的运动来控制云台而提供超过一个维度的稳定。
用于控制云台电机的现有方法在一些情况下可能不是最优的。例如,在从状态测量装置向电子调速(ESC)单元传输电机控制指令时的延迟可以引起云台电机的延迟控制,其可以妨碍云台根据负载的状态变化来及时地调整其姿态。
发明内容
提供了根据关于由状态测量装置(诸如惯性测量单元(IMU))测量的负载状态的信息以减少调整云台姿态时的延迟的系统和方法。可以在多向云台中提供超过一个云台电机,其中的每一个可以由相应电子调速(ESC)单元来控制。一个或多个ESC单元可以在由云台承载的负载(诸如相机)之上或之中以基于负载的状态信息来直接控制相应云台电机。在一些实施方式中,用于控制云台的俯仰电机的一个或多个ESC单元可以在负载之上或之中。可以将所述一个或多个ESC单元与IMU一起设置在相同的电路板上或者可以将其与IMU相集成。本公开中提供的各种实施方式使得能够实现云台的至少俯仰电机的实时控制以对负载的状态变化进行响应,从而减少调整云台的姿态的响应时间并改善响应于负载的状态变化的负载稳定性。
本公开的一方面可以提供一种用于使负载稳定的增稳平台,该增稳平台包括:框架组件(assembly),其包括相对于彼此可运动的多个框架构件,该框架组件被配置为支撑所述负载;多个致动器,其被配置为允许所述多个框架构件相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述负载绕着第二轴的运动的第二致动器;以及多个电子调速(ESC)单元,每个ESC单元电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述多个致动器的致动,其中,将所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述负载中。
本公开的各方面还可以提供一种使负载稳定的方法,所述方法包括:利用框架组件来支撑所述负载,所述框架组件具有相对于彼此可运动的多个框架构件;允许所述多个框架构件利用多个致动器来相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述负载绕着第二轴的运动的第二致动器;以及利用多个电子调速(ESC)单元来控制所述多个致动器的致动,所述多个ESC单元中的每一个电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述多个致动器的致动,其中,将所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述负载中。
本公开的各方面还可以提供一种可运动物体,包括:主体;一个或多个动力单元,其由所述主体承载并被配置为实现所述可运动物体的运动;以及用于使负载稳定的本公开的一方面的增稳平台,所述增稳平台被配置为使负载稳定。
本公开的各方面还可以提供一种成像系统,包括:光学相机;用于使负载稳定的本公开的一方面的增稳平台,所述增稳平台被配置为使负载稳定。
本公开的各方面还可以提供一种电路板,包括:基板,其被配置为用于支撑和连接电气部件;状态测量部件,其支撑在所述基板上,其中,所述状态测量部件被配置为测量物体的状态;以及至少一个电子调速(ESC)单元,其支撑在所述基板上,其中,所述至少一个ESC单元电连接到所述状态测量部件和多个致动器中的对应致动器,所述至少一个ESC单元被配置为响应于所述物体的状态来控制对应致动器的致动。
本公开的各方面还可以提供一种制备电路板的方法,所述方法包括:将状态测量部件设置在基板上,其中,所述状态测量部件被配置为测量物体的状态;以及将至少一个电子调速(ESC)单元设置在所述基板上,其中,所述至少一个ESC单元电连接到所述状态测量部件,并且所述至少一个ESC单元中的每一个电连接到多个致动器中的对应致动器,并且被配置为响应于物体的状态来控制对应致动器的致动。
本公开的各方面还可以提供一种成像设备,该成像设备包括:光学镜头,其用于收集物体的光束;至少一个光学传感器,其光学耦合到所述光学镜头并生成物体的图像:以及本公开的一方面的电路板,其中,所述状态测量部件被配置为测量成像设备的状态。
本公开的各方面还可以提供一种集成电路,其包括:用于状态测量的电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量物体的状态;以及用于致动器控制的电路,其中,所述用于致动器控制的电路电连接到所述用于状态测量的电路和多个致动器之中的对应致动器,所述用于致动器控制的电路被配置为响应于物体的状态来控制对应致动器的致动。
本公开的各方面还可以提供一种制备集成电路的方法,该方法包括:提供用于状态测量的电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量物体的状态;以及提供用于致动器控制的电路,其中,所述用于致动器控制的电路电连接到所述用于状态测量的电路和多个致动器之中的对应致动器,所述用于致动器控制的电路被配置为响应于物体的状态而控制对应致动器的致动。
本公开的各方面还可以提供一种成像设备,该成像设备包括:光学镜头,其用于收集物体的光束;至少一个光学传感器,其光学耦合到所述光学镜头并生成物体的图像;以及电路板,其支撑本公开的一方面的所述集成电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量成像设备的状态。
应当明白的是,可以单独地、共同地或相互组合地理解本发明的不同方面。本公开中所述的本发明的各种方面可以应用于下面所阐述的任何特定应用或者任何其它类型的静止物体或可运动物体。飞行器(诸如无人飞行器)的本公开中的任何描述可以应用于并用于任何可运动物体,诸如任何运载工具。另外,在本公开中在空中运行(例如,飞行)的背景下公开的系统、装置以及方法还可以在其它类型的运动的背景下应用,诸如在地面上或在水上的运动、水下运动或者在太空中的运动。
通过对本说明书、权利要求以及附图的审看,本发明的其它目的和特征将变得显而易见。
引用并入
在本说明书中提到的所有出版物、专利以及专利申请被通过引用并入本公开中,其程度犹如每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地且单独地指出通过引用并入。
附图说明
所附权利要求中的细节阐述了本发明的新颖性特征。通过参考阐述其中对本发明的原理加以应用的说明性实施例的以下详细描述,将获得针对本发明的特征和优点的更好理解,在附图中:
图1示出了根据本发明的实施方式的载体,该载体包括承载负载的增稳平台。
图2示出了根据本发明的实施方式的载体,该载体包括承载负载的增稳平台。
图3示出了根据本发明的实施方式的包括负载、多个云台电机和多个电子调速(ESC)单元的增稳平台。
图4是图示出根据本发明的实施方式的使负载稳定的方法的流程图。
图5示出了根据本发明的实施方式的电路板的示意图,在该电路板上面至少设置了状态测量装置和ESC单元。
图6是图示出根据本发明的实施方式的制备电路板的方法的流程图。
图7是图示出根据本发明的实施方式的制备集成电路的方法的流程图。
图8是图示出根据本发明的实施方式的成像装置的分解图。
图9是图示出根据本发明的实施方式的成像装置的分解图。
图10是图示出根据本发明的实施方式的承载IMU的电路板的图,该电路板固定地连接到成像装置。
图11是图示出根据本发明的实施方式的承载IMU的电路板的图,该电路板固定地连接到成像装置的后盖。
图12是图示出根据本发明的实施方式的承载IMU的电路板的图,该电路板固定地连接到成像装置的后盖。
图13图示出根据本发明的实施方式的包括载体和负载的可运动物体。
具体实施方式
诸如相机之类的负载可以承载于增稳平台上,该增稳平台可以在运动期间向负载提供稳定性。增稳平台的一个示例可以是多向云台,其包括由云台电机驱动的多个云台框架。本公开中所述的方法和系统减少了根据承载于云台上的负载的状态信息来调整云台姿态时的延迟。可以用设置于负载的状态测量装置(诸如惯性测量单元(IMU))来测量负载的状态信息。所述多个云台电机的操作可以分别地由相应的电子调速(ESC)单元来控制,该ESC单元可以基于电机控制指令来调节对应云台电机的旋转速度和方向,使得负载的任何状态变化可以补偿,并且因此负载得以稳定,所述电机控制指令是由IMU根据所测量的负载的状态信息而产生的。
在一些实施方式中,一个或多个ESC单元可以位于负载之上或之中以直接控制相应云台电机,从而减少从状态测量装置向ESC单元传输电机控制指令的延迟。例如,用于控制云台的俯仰电机的一个或多个ESC单元可以由负载支撑。在一些实施方式中,可以将所述一个或多个ESC单元与状态测量部件一起设置在同一电路板上或者可以将ESC单元与状态测量部件相集成。与其中与状态测量装置和电机控制指令(其是根据测量的状态信息产生的,通过信号总线或双绞线缆予以传输)分开地设置ESC单元的常规ESC配置相比,本公开中提供的系统和方法可以允许在公用支撑体上设置或者集成到状态测量部件中的ESC单元更快速地做出反应。由于板上和片上信号传输的超高速度的优点,电机控制指令可以基本上实时地传输到在同一电路板上的所述至少一个ESC单元。ESC单元可以致动相应电机的运动并实时地调整云台姿态。因此,向负载提供极其快速且实时的稳定性。当负载是相机时,所捕捉的图像和视频的质量由于稳定性增加而得到改善。
图1示出了根据本发明的实施方式的包括承载负载的增稳平台102的载体100。诸如云台之类的增稳平台102可以承载诸如相机之类的负载110。在一些实施方式中,载体可以包括支撑部件104,其支撑负载并连接到承载体,该承载体诸如无人飞行器(UAV)。
增稳平台支撑在诸如UAV之类的承载体的中央主体上。增稳平台位于承载体的中央主体下面。增稳平台可以位于承载体之上或其侧面。增稳平台位于承载体的一个或多个臂下面和/或承载体的一个或多个起落架支撑体之间,该起落架支撑体被配置为当承载体静止时支承该承载体的重量。增稳平台可以支承在承载体的一个或多个延伸部件(诸如UAV的臂)上或者可以不必如此。增稳平台可以由支承主体的外壳所支撑。增稳平台可以连接到承载体外壳的外表面。增稳平台可以嵌入支承主体的外壳的外表面内。
增稳平台直接连接到承载体。备选地,可以通过支撑部件将增稳平台连接到承载体。支撑部件可以在一端处连接到增稳平台并在另一端处连接到承载体。在一些情况下,支撑部件可以固定地连接到增稳平台和/或承载体。例如,支撑部件可以通过螺栓、螺钉、销钉等连接到增稳平台和/或承载体。备选地,支撑部件可移除地连接到增稳平台和/或承载体。例如,支撑部件可以通过一个或多个互锁组件(诸如卡扣配合或快拆)连接到增稳平台和/或承载体。
支撑部件具有与支撑部件所连接的承载体的一部分相一致的形状。例如,如图1中所示的支撑部件具有与其所连接的UAV主体一致的形状,使得支撑部件可以无缝地连接到承载体。备选地,支撑部件可能不具有与支撑部件所连接的承载体的一部分相一致的形状。
支撑部件可以允许减振。例如,支撑部件可以包括一个或多个减振元件(诸如橡胶珠或弹簧)以过滤掉来自承载体的冲击和/或振动。支撑部件可以防止某些振动或者降低来自承载体的振动到达增稳平台的程度。减振可以在垂直方向和/或横向方向上发生。
支撑部件可以收容用来操作增稳平台和/或承载体的各种电或机械组件。例如,电池组、负载控制器、承载体控制器、通信单元、传感器、存储器、端口、灯或导航系统中的至少一个可以被收纳在支撑部件中。支撑部件可以可选地包括包围一个或多个组件(诸如电气组件或机械组件)的外壳。外壳可以包围所述的任何组件。任何组件可以位于外壳的外表面、外壳的内表面上或嵌入外壳内。外壳可以是或者可以不是液密的(例如,气密的、水密的)。
承载体承载增稳平台的重量。承载体位于增稳平台的终端处。可以在增稳平台与承载体之间设置支撑部件或者可以不必如此。承载体的运动可以独立于负载的运动。承载体可以是可运动物体或静止物体。承载体可以是无生命体或者可以是生物(或者可以由生物所支撑)。可运动物体可以能够进行自推进运动(例如,运载工具),而静止物体可能无法进行自推进运动。承载体可以是手持式物体,诸如手持式稳定器。承载体可以由可运动物体来承载和/或可移除地连接到可运动物体。可运动物体可以是无人飞行器(UAV)。本公开中关于物体(诸如可运动物体)的任何描述可以应用于任何类型的可运动物体或者静止物体(诸如UAV或在本公开中的别处描述的任何其它示例),并且反之亦然。UAV具有可以允许UAV在空中来回运动的一个或多个动力单元。UAV可以是旋翼飞机。在一些情况下,UAV可以是可以包括多个旋翼的多旋翼飞机。所述多个旋翼能够旋转而产生用于UAV的升力,使得UAV能够在空中自由地来回运动(例如,在平移方面具有多达三个自由度和/或在旋转方面具有多达三个自由度)。承载体可以能够进行空间平移(例如,沿着一个、两个或三个方向)和/或朝向改变(例如,约一个、两个或三个轴)。
可以采用永久性或临时的附件将增稳平台安装到承载体。增稳平台可以可移除地连接到承载体。增稳平台可以可移除地连接到支撑部件,或者支撑部件可以可移除地连接到承载体。
由增稳平台承载的负载可以包括能够感测可运动物体周围的环境的装置、能够向环境中发射信号的装置和/或能够与环境相交互的装置。可以提供一个或多个传感器作为负载,并且该一个或多个传感器可以能够感测环境。传感器的示例可以是相机。可以提供任何其它传感器(诸如在本公开中的别处描述的那些)作为负载。
在一个示例中,负载可以是相机。本公开关于相机的任何描述可以应用于任何类型的图像捕捉装置,并且反之亦然。相机是物理成像装置。成像装置可以被配置为检测环境光(例如,可见光、红外光和/或紫外光)并基于检测到的环境光而生成图像数据。成像装置包括图像传感器,诸如电荷耦合装置(CCD)传感器或互补金属-氧化物一半导体(CMOS)传感器,其响应于光的波长而产生电信号。可以处理所得到的电信号以生成图像数据。由成像装置生成的图像数据可以包括一个或多个图像,其可以是静态图像(例如,照片)、动态图像(例如,视频)或其适当组合。图像数据可以是多色的(例如,RGB、CMYK、HSV)或单色的(例如,灰度、黑白、棕黑)。成像装置可以包括被配置为将光引导至图像传感器的透镜。
相机可以是捕捉动态图像数据(例如,视频)的摄影机或摄像机。相机可以是捕捉静态图像(例如,照片)的照相机。相机可以捕捉动态图像数据和静态图像两者。相机可以在捕捉动态图像数据与静态图像之间切换。虽然本公开中提供的某些实施例是在相机的背景下进行描述的,但应理解的是本公开可以应用于任何适当的成像装置,并且还可以将本公开中的关于相机的任何描述应用于任何适当的成像装置,并且还可以将本公开中的关于相机的任何描述应用于其它类型的成像装置。可以采用相机来生成3D场景的2D图像(例如,环境、一个或多个物体等)。由相机生成的图像可以表示3D场景到2D图像平面上的投影。因此,2D图像中的每个点对应于场景中的3D空间坐标。相机可以包括光学元件(例如,透镜、反射镜、滤波器等)。相机可以捕捉彩色图像、灰度图像、红外图像等。
相机可以以特定的图像分辨率捕捉图像或系列图像。在一些实施方式中,图像分辨率可以由图像中的像素的数目来限定。在一些实施方式中,图像分辨率可以大于或等于约352×420像素、480×320像素、720×480像素、1280×720像素、1440×1080像素、1920×1080像素、2048×1080像素、3840×2160像素、4096×2160像素、7680×4320像素或15360×8640像素。在一些实施方式中,相机可以是4K相机或具有更高分辨率的相机。
相机可以以特定捕捉速率捕捉系列图像。在一些实施方式中,可以用诸如约24p、25p、30p、48p、50p、60p、72p、90p、100p、120p、300p、50i或60i之类的标准视频帧速率来捕捉系列图像。在一些实施方式中,可以以小于或等于约每0.0001秒、0.0002秒、0.0005秒、0.001秒、0.002秒、0.005秒、0.01秒、0.02秒、0.05秒、0.1秒、0.2秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒或10秒一幅图像的速率捕捉系列图像。在一些实施方式中,捕捉速率可以根据用户输入和/或外部条件(例如环境中的雨、雪、风、不清晰表面纹理)而改变。
相机可以具有可调整参数。在不同的参数下,可以由成像装置在处于相同外部条件(例如,位置、照明)下时捕捉不同的图像。可调整参数可以包括曝光(例如,曝光时间、快门速度、光圈、胶片速度)、增益、γ、感兴趣区域、分仓/子采样、像素时钟、偏移、触发、ISO等。与曝光有关的参数可以控制到达成像装置中的图像传感器的光量。例如,快门速度可以控制光到达图像传感器的时间量,并且光圈可以控制在给定时间中到达图像传感器的光量。与增益有关的参数控制来自光学传感器的信号的放大倍率。ISO控制相机对可用光的灵敏度水平。
由增稳平台承载的一个或多个相机可以具有相同参数、特性或特征中的一个或多个。在一些情况下,由增稳平台承载的所有相机可以具有相同的特性或特征。备选地,由增稳平台承载的相机中的一个或多个可以具有不同的特性或特征。在一些情况下,由增稳平台承载的每个相机可以具有不同的特性或特征。
一个或多个相机具有可以暴露于UAV的外部环境的光学元件,诸如透镜。可以可选地借助于盖来保护光学元件免受UAV的外部环境的影响。盖可以是透明的。盖可以包括或者可以不包括滤光器。
可以提供任何数目的相机。例如,可以由UAV支撑1个或更多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个相机。
负载包括能够向环境中发射信号的一个或多个装置。例如,负载可以包括沿着电磁波谱的发射器(例如,可见光发射器、紫外发射器、红外发射器)。负载包括激光器或任何其它类型的电磁发射器。负载可以发射一个或多个振动,诸如超声波信号。负载发射可听声音(例如,来自扬声器)。负载发射无线信号,诸如无线电信号或其它类型的信号。
负载能够与环境相交互。例如,负载可以包括机械臂。负载可以包括用于递送的物品,诸如液体、气体和/或固体组件。例如,负载可以包括杀虫剂、水、肥料、防火剂材料、食物、包裹或任何其它物品。
增稳平台包括可以具有多个框架构件的框架组件。框架构件是刚性零件。框架构件被配置为相对于彼此运动。框架构件的运动可以是绕着连接部,例如该连接部可以是铰链、球窝、平面连接部、鞍座或枢轴。框架构件的运动由一个或多个电机来实施和控制。在一些情况下,可以在框架构件之间的连接部处设置一个或多个电机。每个框架构件可以由一个电机移动,或者多个框架构件可以由单个电机移动。每个框架构件可以绕着一个、两个、三个或更多个轴旋转。另外,框架构件可以被配置为在至少一个方向上平移。连接部还可以包括霍尔传感器,其可以检测每个连接部位置处的框架构件相对于彼此的位置和/或旋转。在框架构件之间的连接部处设置的一个或多个电机可以包括第一电机1081、第二电机1082和第三电机1083。在一些实施方式中,增稳平台可以具有被配置为使框架构件相对于彼此运动的至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个电机。备选地,在没有电机的设计中可以手动地使该框架构件运动。
可以相对于固定或非固定参考系来确定框架构件的运动。例如,可以相对于惯性参考系(诸如承载体在其内部操作的环境)来确定框架构件的运动。可以相对于非固定参考系(诸如承载体本身)来确定框架构件的运动。
框架组件可以具有至少一个、两个或三个框架构件。在一些实施方式中,框架组件可以具有第一框架构件1061、第二框架构件1062和第三框架构件1063。三个组件每个可以被配置为使负载沿着给定旋转轴旋转。例如,第一框架构件绕着偏航轴旋转,第二框架构件绕着横滚轴旋转,并且第三框架构件绕着俯仰轴旋转。任何框架构件被配置为绕着附加轴旋转。框架构件另外被配置为在至少一个维度上平移。
在一些实施方式中,第一框架构件直接由承载体(诸如UAV)支撑。第一框架构件被配置为绕着第一旋转轴(诸如偏航轴)运动。第一框架构件绕着第一旋转轴的运动由第一电机驱动和/或控制。第二框架构件直接由第一框架构件支撑。第二框架构件被配置为绕着第二旋转轴(诸如横滚轴)运动。第二框架构件绕着第二旋转轴的运动由第二电机驱动和/或控制。第三框架构件直接由第二框架构件支撑。第三框架构件被配置为绕着第三旋转轴(诸如俯仰轴)运动。第三框架构件绕着第三旋转轴的运动由第三电机驱动和/或控制。第三框架构件被配置为支撑负载,诸如相机。支撑组件(例如,负载)的任何描述包括组件的支承重量。第三框架构件被配置为以固定方式支撑负载(例如,负载可以固定地连接到第三框架,并且可以不相对于第三组件运动)。备选地,负载可相对于第三组件运动。在一些情况下,所述多个旋转轴可以彼此垂直。备选地,所述多个旋转轴可以不是彼此垂直的。
电机可以是AC或DC电机。本公开关于电机的任何描述可以应用于任何类型的电机或其它致动器。电机可以是直接驱动电机。电机类型的其它示例可以包括但不限于电刷或电机无刷电机、伺服电机、开关磁阻电机、步进式电机或任何其它类型的电机。电机由增稳平台机载的或非机载的能量源(诸如电池系统)供电。备选地,由连接到外部电源的电源线对电机供电。
每个电机的操作由电子调速(Electronic Speed Control,ESC)单元(其电连接到电机)来控制。ESC单元可以可操作地耦合到电电机以便例如针对旋转速度、旋转方向、加速度和/或制动来控制电机的操作。ESC单元可以通过UART(通用异步接收机/传送机)接口或CAN(控制器区域网)接口而耦合到电机。可以在待调节的电机中设置ESC单元。还可以将ESC单元与待调节的电机相集成。ESC单元可以基于控制指令来调节电机的操作。此控制可以通过从ESC单元生成并传输到电机的控制信号(例如,PPM信号、PWM信号、斩波器信号、输入端口信号、生成端口信号等)的传输来进行。相反地,ESC单元可以从电机接收指示电机状态的信号(例如,电机的速度、方向、加速度和/或制动、错误或故障信息)。ESC可以测量电机的操作状态参数,包括电流和相对于定子的转子角。根据电流和转子角,可以计算电机的多个操作状态参数,包括q轴电流、d轴电流、由于转子的旋转而产生的反电动势、绕组的电阻以及绕组的温度。
每个ESC单元可以经由信号线耦合到飞行控制模块,所述信号线诸如将控制信号从飞行控制模块传输到ESC单元的专用脉冲位置调制(PPM)信号线。另外,ESC单元可以被配置为向飞行控制模块传输信息,例如关于ESC单元和/或电机的当前操作状态的信息。飞行控制模块可以包括用于控制UAV的关键操作的一个或多个处理器(诸如由现场可编程门阵列(FPGA)实现))。飞行控制模块可以由UAV的中央主体来支撑。飞行控制模块可以提供可以影响一个或多个致动器的信号。该信号可以在飞行控制模块上生成。该信号可以响应于来自针对UAV的远程用户终端的命令而生成。该信号可以响应于来自UAV机载的一个或多个传感器的信号而生成。该信号可以在无须用户输入或当前用户控制的情况下在飞行控制模块上生成。
ESC单元可以设置在载体上。可以在载体的任何组件上,诸如增稳平台和/或支撑部件上设置ESC。备选地,可以在载体之外设置ESC单元。可以替代地在承载体上设置ESC单元。
ESC单元可以设置在增稳平台上。在一些情况下,可以在各框架构件中设置ESC单元。可以将ESC单元中的每一个容纳在各框架构件内。ESC单元可以由各框架构件来支撑,所述各框架构件支撑由各ESC单元控制的各电机,或者所述各框架构件可由各电机控制。例如,可以将用于调节俯仰电机的ESC单元容纳在第三框架构件中,可以将用于调节横滚电机的ESC单元容纳在第二框架构件中,并且可以将用于调节航向电机的ESC单元容纳在第一框架构件中。备选地,可以在框架构件内共同地设置超过一个ESC单元。例如,可以将用于调节俯仰电机的ESC单元容纳在第三框架构件中,并且可以将用于调节横滚电机的ESC单元和用于调节航向电机的ESC单元容纳在第二框架构件中。备选地,可以在一个框架构件共同地设置所有ESC单元。例如,可以将所有ESC单元容纳在第二框架构件内。
在一些情况下,由负载支撑一个或多个ESC单元。例如,在负载内设置一个或多个ESC单元。将一个或多个ESC单元包围在负载的外壳内。例如,将一个或多个ESC单元连接到负载的外壳的内表面。在负载外面设置一个或多个ESC单元。例如,可以将一个或多个ESC单元连接到负载的外壳的外表面。可以在负载的外壳的外表面中嵌入一个或多个ESC单元。在一些情况下,可以在负载内设置用于调节俯仰电机的ESC单元。其它ESC单元(例如,用于调节航向电机和/或横滚电机)中的一个或多个可以由负载支撑或者可以不必如此。一个或多个ESC单元可以随着负载一起运动。一个或多个ESC单元可以具有相对于负载的固定位置。一个或多个ESC单元被支撑在与状态测量部件相同的支撑体上。该支撑体可以是电路板。可选地,可以由负载支承状态测量部件和一个或多个ESC单元。可以由负载支承ESC部件中的一个、两个、三个或更多个。
可以在增稳平台之外设置ESC单元。例如,可以在承载体(诸如UAV)上设置ESC单元。可以共同地在UAV的其它电气部件支撑在其上面的电路板上设置ESC单元。可以在UAV的主体内或者在UAV的臂内分开地设置ESC单元。备选地,在支撑负载并连接到该承载体的支撑部件上设置ESC单元。
可以连同电机一起设置ESC单元。在一些情况下,在电机总成内与要调节的电机一起设置ESC单元。ESC单位与各电机总成共享公用的支撑体或电路板。
以增稳平台上和增稳平台外的组合的方式设置ESC单元。在增稳平台上设置一个或多个ESC单元,同时其它ESC单元可以不在增稳平台上设置。例如,在负载内设置一个ESC单元,而其它的则在UAV主体内设置。可以在诸如负载、增稳平台、支撑部件和/或承载体之类的位置的任何组合上设置任何数目的ESC。
由相应ESC单元基于由状态测量部件测量的负载的状态信息来控制电机的致动。状态测量部件可以根据所测量的负载状态信息生成电机控制指令,并将所生成的电机控制指令传输到ESC单元用于电机控制。在一些情况下,负载的状态信息是负载的姿态或负载的状态信息的变化。状态测量部件包括任何适当数目的惯性传感器及其任何组合,诸如至少一个、两个、三个或更多个加速度计和/或至少一个、两个、三个或更多陀螺仪。惯性传感器的示例可以包括但不限于加速度计、陀螺仪、重力检测传感器、磁强计或任何其它传感器。可选地,状态测量部件包括至少一个、两个、三个或更多个惯性测量单元(IMU),每个IMU包括任何数目的集成加速度计、陀螺仪或任何其它类型的惯性传感器或其任何组合。在一些实施方式中,可以提供单轴、双轴或三轴加速度计。可选地,可以提供单轴、双轴或三轴陀螺仪。可以提供任何数目的惯性传感器或其任何组合以检测绕着或沿着单个轴、绕着或沿着两个轴或者绕着或沿着三个轴的组件(例如,负载、框架构件、支撑部件、承载体)的状态。
状态测量部件可以提供负载相对于单个运动轴的感测数据。该运动轴对应于惯性传感器的轴(例如,纵轴)。在一些实施方式中,状态测量部件包括多个惯性传感器,每个惯性传感器提供沿着不同运动轴的测量。例如,状态测量部件包括三个加速度计,从而提供沿着三个不同运动轴的加速度数据。三个运动方向是正交轴。加速度计中的一个或多个是被配置为测量沿着平移轴的加速度的线性加速度计。相反地,加速度计中的一个或多个是被配置为测量绕着旋转轴的加速度的角加速度计。作为另一示例,状态测量部件包括三个陀螺仪,从而提供绕着三个不同旋转轴的朝向数据。所述三个旋转轴是正交轴(例如,横滚轴、俯仰轴、偏航轴)。备选地,惯性传感器中的至少一些或全部可以提供相对于相同运动轴的测量。例如,可以执行此类繁杂操作以改善测量准确度。可选地,惯性传感器能够提供相对于多个轴的感测数据。例如,包括多个集成加速度计和陀螺仪的IMU被配置为产生关于多达六个运动轴的加速度数据和朝向数据。备选地,可以将单个加速度计配置为检测沿着多个轴的加速度,并且可以将单个陀螺仪配置为检测绕着多个轴的旋转。
可以结合本公开中所述的状态测量部件的各种配置和实施例。状态测量部件可以是微机电系统(MEMS),其小于其它类型的惯性传感器。可以将此类MEMS状态测量部件提供为集成电路的一部分,诸如在芯片内。
在一些实施方式中,状态测量部件包括惯性测量单元(IMU)。IMU包括陀螺仪、加速度计等。状态测量部件固定到负载、载体或可运动物体以测量该负载、载体或可运动物体相对于惯性参考系的加速度。然后可以基于牛顿惯性定律通过积分运算来实现关于导航坐标系中的速度、姿态角和位置的信息。
组件(例如,负载、框架构件、支撑部件、承载体)的状态可以包括组件的位置信息。这可以包括沿着一个、两个或三个轴的空间位置。这可以包括绕着一个、两个或三个轴的朝向。这还可以包括诸如线速度、角速度、线性加速度和/或角加速度之类的运动信息。组件的状态可以包括关于组件的操作的信息,诸如组件是开还是关、组件的动力水平、组件的动力使用、在组件中检测到的错误、组件的通信状态或组件的操作参数。例如,相机的操作参数可以包括相机的图像分辨率、相机拍摄模式、曝光、平衡、聚焦、变焦或相机的任何其它功能。状态测量部件可以检测组件的任何状态。状态测量部件可以检测组件的位置信息。
图2示出了根据本发明的实施方式的包括承载负载210的增稳平台202的载体200。增稳平台可以包括框架组件,其可以具有至少一个、两个或三个框架构件。在一些实施方式中,框架组件包括第一框架构件2061、第二框架构件2062和第三框架构件2063。三个组件每个都可以被配置为使负载沿着给定旋转轴旋转。在一些示例中,第一框架构件绕着偏航轴旋转,第二框架构件可以绕着横滚轴旋转,并且第三框架构件绕着俯仰轴旋转。诸如相机之类的负载可以直接由第三框架构件支撑。
第三框架构件绕着第三旋转轴的运动可以由第三电机2083驱动和/或控制。第二框架构件绕着第二旋转轴的运动可以由第二电机2082驱动和/或控制。第一框架构件绕着第一旋转轴的运动可以由第一电机2081驱动和/或控制。在一些实施方式中,第一框架构件可以直接由承载体(诸如UAV)支撑。备选地,载体可以包括支撑部件204,其支撑负载并连接到承载体,诸如无人飞行器(UAV)。支撑部件204可以是诸如UAV之类的承载体的一部分。
在一些实施方式中,将用于调节第三电机绕着俯仰轴的致动的第三ESC单元收纳在负载中。用于调节横滚轴的致动的第二ESC单元和用于调节第一电机绕着偏航轴的致动的第一ESC单元设于负载外部。在一些情况下,第二和第一ESC单元设于框架组件中的一个中。备选地,第二和第一ESC单元分别地设于第二框架组件和第一框架组件中。备选地,第二和第一ESC单位设于支撑部件中。在一些实施方式中,第二和第一ESC单元可以设于第二框架组件中。例如,第二和第一ESC单元可以设于被收纳在第二框架组件的腔体中的一个或两个电路板上。第二框架组件的腔体由盖220予以密封。所述一个或两个电路板以气密和/或防水方式收纳于第二框架组件中。
图3示出了根据本发明的实施方式的包括负载、多个云台电机和多个电子调速(ESC)单元的增稳平台300。在该实施方式中,负载302是相机,其具有光学镜头312和光学耦合到光学镜头的光学传感器。负载可以包括用于测量负载的状态信息的状态测量部件304(诸如IMU),并且根据所测量的负载的状态信息而生成电机控制指令。该负载由根据本发明的实施方式的增稳平台(诸如云台)承载。在一些实施方式中,增稳平台可以是三轴云台,其具有分别地由第一ESC单元3061、第二ESC单元3062和第三ESC单元3063基于由状态测量部件测量的负载的状态信息进行控制的三个云台电机3081、3082和3083。
负载的状态信息可以包括负载的位置状态及其变化。该位置状态包括负载关于三个不同运动轴的姿势、负载沿着三个不同运动轴的线性加速度或负载绕着三个不同运动轴的角加速度中的至少一个。负载的位置状态还可以包括负载支撑于其上的增稳平台的高度、速度、开启/关闭、诸如UAV之类的承载体的开启/关闭。在一些情况下,负载的状态信息可以是如上文所述及的任何位置状态及其变化的组合。
状态测量部件可以是惯性测量单元(IMU).该IMU包括陀螺仪3041、加速度计3042和IMU控制器3043.该IMU控制器被配置为基于由陀螺仪和加速度计测量的负载的状态信息来生成电机控制指令。ESC单元可以接收生成的电机控制指令,将接收到的电机控制指令放大,并且控制相应云台电机的旋转,诸如相应云台电机的旋转速度和方向。IMU控制器还可以接收关于ESC单元和/或电机的当前操作状态的信息。以固定方式在负载中设置IMU,使得在负载的运动期间不发生相对运动。可以用各种紧固件将IMU牢固地连接到负载。紧固件可以是螺钉、螺栓、销钉、卡扣紧固件、按扣、夹持件、销、钩子、铆钉、订书钉、缝针、皮带、拉链、压配合、焊接、钎焊或胶粘。备选地,IMU可以可释放地连接到负载,只要IMU在其连接到负载时相对于负载不运动即可。IMU可以直接连接到负载而在其之间没有中间层。备选地,IMU可以连接到负载,两者间具有中间层。在一些情况下,该中间层可以是用以在负载的运动期间缓冲负载的任何冲击或振动的减振元件。减振元件还可以用于保持IMU的温度恒定,从而改善测量准确度。
加速度计的测量可以被配置为修正来自陀螺仪的负载的测量姿态。陀螺仪可以测量陀螺仪和加速度计所连接的负载的角速度。可以通过对所测量的角速度执行时间上的积分来计算负载的姿态。然而,由于陀螺仪的漂移,在所测量的负载姿态中可能有误差,并且此误差可以随时间推移而累积。例如,即使实际上没有发生角运动,陀螺仪也可能输出角速度。为了修正来自陀螺仪的所测量负载姿态中的误差,可以采用加速度计的测量结果。
因为加速度计在工厂中得到校准,其可以不存在漂移的缺点。当UAV以恒定速度行进或者UAV静止时,加速度计的测量结果可以是云台头部坐标下的重力矢量。另外,可以根据UAV的姿态和云台的电机的转子角来计算负载的航向矢量,其中,UAV的姿态可以由在UAV上设置的陀螺仪予以测量。然后,可以计算负载相对于作为参考平面的水平面的姿态,其中,可以用由加速度计测量的重力的矢量来表示水平面。由于所计算的负载的姿态是根据由加速度计所测量的重力的矢量计算的,所以可以不执行积分,并且因此在所计算的负载的姿态中不会出现漂移误差。因此,根据加速度计的测量结果计算的负载的姿态可以用于修正由陀螺仪所测量的负载的姿态。
可以在负载的电路板上设置IMU。电路板可以是机械地支承包括IMU的电子组件并与之电连接的印刷电路板(PCB)。电路板可以由如上文所述及的任何紧固装置牢固地连接于负载。例如,可以用一个或多个螺纹螺钉将电路板牢固地连接到负载。备选地,PCB板可以连接到负载,两者间具有中间层。在一些情况下,中间层可以是用以缓冲从负载引入的任何冲击或振动的减振元件。
减振元件可以是适合于缓冲PCB板所经受的运动的任何元件。由减振元件缓冲的运动可以包括振动、振荡、摆动或碰撞中的一个或多个。此类运动可以源自于传送到PBC板的负载的运动。减振元件可以通过耗散或减少传送到PCB板的运动量,将PCB板与不必要的运动的源相隔离而提供运动缓冲。减振元件可以将PCB板经受的运动的量值(例如,振幅)减小诸如大于或等于约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%。在一些情况下,减振元件可以被配置为减少具有某些频率的运动。例如,某些减振元件可以减少高频运动,而其它减振元件可以减少低频运动。减振元件可以让具有大于或等于约0.5Hz、1Hz、5Hz、10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz或1000Hz的频率的运动得以衰减。备选地,减振元件可以让具有小于或等于约0.5Hz、1Hz、5Hz、10Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz或1000Hz的频率的运动得以衰减。由减振元件施加的运动缓冲可以,诸如通过减少PCB板上的传感器的噪声和/或测量漂移的量以及通过增加PCB板上的传感器的准确度、精确度、响应性和/或稳定性,来改善IMU测量的质量。
本公开中所描述的减振元件可以由任何适当的材料或材料组合(包括固态、液体或气体材料)形成。用于减振元件的材料可以是可压缩和/或可变形的。例如,减振元件可以是海绵、泡沫、橡胶材料、凝胶等。备选地或另外,减振元件可以包括压电材料或记形材料.减振元件可以包括一个或多个机械元件,诸如弹簧、活塞、液压装置、气动装置、减震器、震荡吸收器、隔离器等。可以选择减振元件的性质从而提供预定量的运动缓冲。例如,减振元件可以具有特性刚度,其可以对应于减振元件的杨氏模量。杨氏模量可以大于或等于约0.01GPa、0.05GPa、0.1GPa、0.2GPa、0.3GPa、0.4GPa、0.5GPa、0.6GPa、0.7GPa、0.8GPa、0.9GPa、1GPa或5GPa。备选地,杨氏模量可以小于或等于约0.01GPa、0.05GPa、0.1GPa、0.2GPa、0.3GPa、0.4GPa、0.5GPa、0.6GPa、0.7GPa、0.8GPa、0.9GPa、1GPa或5GPa。在一些情况下,减振元件可以具有粘弹性质。减振元件的性质可以是各向同性或各向异性的。例如,减振元件可以沿着所有运动方向同样地提供运动缓冲。相反地,减振元件可以仅沿着运动方向的子集(例如,沿着单个运动方向)提供运动缓冲。
IMU或支撑IMU的电路板可以连接到负载的内部。例如,IMU或支撑IMU的电路板可以连接到负载的外壳的内表面。备选地,IMU或支撑IMU的电路板可以连接到负载的外部。例如,IMU或支撑IMU的电路板可以连接到负载的外壳的外表面。在这种情况下,可以设置附加盖以封装IMU或电路板以防止因灰尘或湿气的任何损坏。
可以连同IMU一起提供所述多个ESC单元中的至少一个,使得所述至少一个ESC单元可以接收从IMU控制器产生的电机控制指令,该IMU控制器基于所测量的状态信息而生成电机控制指令。ESC单元可以包括用于将所接收到的电机控制指令予以放大的放大器和用于调节相应云台电机的旋转(诸如云台电机的旋转速度和方向)的控制器。在一些实施方式中,可以在与IMU相同的电路板上设置所述至少一个ESC单元,使得与其中电机控制指令通过信号总线或双绞线缆传输到ESC单元的情况相比,电机控制指令可以更快速地由所述至少一个ESC单元所接收。电路板可以是PCB板。信号可以经由由具有较高导电性的材料(诸如金、银或铜)制成的焊盘和迹线从IMU传输到所述至少一个ESC单元。PCB板上的信号速度可以是快速的。例如,与通过外部物理端口的数据传输延迟(其在1.56Mbps的波特速率下可能是128μs)相比,可以以至少100ps/inch、120ps/inch、130ps/inch、140ps/inch、150ps/inch或160ps/inch的速度在PCB上来传输信号。
可以在电路板上紧邻IMU设置一个或多个ESC单元,使得电连接(诸如焊盘或迹线)长度较短。所述至少一个ESC单元与IMU之间的距离可以小于或等于约20微米、50微米、100微米、200微米、500微米、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm。从IMU到所述至少一个ESC单元的信号传输的时间可以小于或等于约0.1ps、0.5ps、1ps、5ps、10ps、15ps、20ps、25ps、30ps、35ps、40ps、45ps、50ps、55ps、60ps、65ps、70ps、75ps、80ps、85ps、90ps、95ps、100ps、150ps、200ps、250ps、300ps、400ps、500ps、600ps、700ps、800ps、900ps或1ns。
备选地,可以将所述至少一个ESC单元与IMU相集成。例如,可以将所述至少一个ESC单元和IMU予以封装或制备为一个集成电路或一个处理器,使得信号传输更加地快。同时,并未连同IMU一起在负载中设置的其它ESC单元可以经由信号总线从IMU控制器接收电机控制指令。集成电路的内部数据总线上的数据传输延迟可以小于1μs。在一些情况下,可以将所述至少一个ESC单元与IMU集成在一个封装中,该封装被配置为实施完整功能,使得将所述至少一个ESC单元或IMU从该封装分离的尝试将毁坏该封装的功能。
备选地,可以仅将所述至少一个ESC单元的放大器(其接收电机控制指令并将其放大)与IMU相集成,同时,所述至少一个ESC单元的控制器(其调节相应云台电机的旋转)与云台电机一起设置。在此配置中,由IMU从所测量的负载的状态信息生成的电机控制指令可以以片上方式传输到ESC单元的放大器,并且已放大电机控制指令然后可以提供给ESC单元的控制器以调节相应云台电机的旋转。
连同IMU一起设置于负载中的所述至少一个ESC单元以及并未连同IMU一起设置于负载中的其它ESC单元可以基于所接收到的电机控制指令来控制相应电机的致动,从而调整云台的姿态并使承载在云台上的负载得以稳定。可以基于所接收到的电机控制指令在全部的三个维度(例如,航向、横滚和俯仰)上使负载得以稳定,而在至少一个方向上比在其它方向上更快地稳定。换言之,与在其它方向上相比,在对应于ESC单元连同IMU一起被收纳在负载中的至少一个方向上可以用较短的响应时间使负载稳定。在一些示例中,可以以基本上实时的方式使负载在所述至少一个方向上稳定。
ESC单元可以测量电机的操作状态参数,包括三个绕组之中的两个绕组的电流以及相对于定子的转子角。根据两个绕组中的电流和转子角,如上文所讨论的那样,可以计算电机的多个操作状态参数,包括q轴电流、d轴电流、由于转子的旋转而产生的反电动势、绕组的电阻以及绕组的温度。ESC单元可以将所测量的电机操作状态参数作为反馈传输到IMU。除测量负载的状态信息之外,IMU还可以生成电机控制指令。在一些情况下,IMU可以基于从ESC单元接收到的操作状态参数来改变电机控制指令。例如,IMU可以决定电机是否停机以避免过热。
在一些示例中,负载可以是相机。可以使相机在全部的三个维度(例如,航向、横滚和俯仰)上稳定,使得在负载经受振动或冲击的同时所采集的图像仍是流畅的。同时,在至少俯仰方向上,可以以基本上实时的方式使相机稳定,从而避免在使图像质量变差最严重的俯仰方向上的任何振动。
可以在负载中设置一个或多个ESC单元和IMU。可选地,可以在负载外面设置一个或多个ESC单元和IMU。例如,ESC单元和IMU(其包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器)可以牢固地连接到负载的内表面或外表面,并且,与并未连同IMU一起设置的其它ESC单元相比,所述至少一个ESC单元可以以较小的传输延迟来接收电机控制指令(该电机控制指令可以由IMU控制器基于所测量的负载的状态信息而生成),原因在于PCB上的信号传输要快得多。
可以在负载中或负载外面连同IMU一起设置超过一个ESC单元。例如,可以在与IMU相同的电路板上设置所述超过一个ESC单元,或者可以将所述超过一个ESC单元与IMU相集成,从而与其中电机控制指令通过信号总线或双绞线缆传输到ESC单元的情况下相比以较少的传输延迟从IMU的IMU控制器接收电机控制指令。可以由所述超过一个ESC单元以较少的响应时间响应于电机控制指令而调节相应云台电机,使得可以基本上实时地使负载在超过一个方向上得以稳定。
可以紧邻要调节的电机设置ESC单元。在一些情况下,可以紧邻要调节的电机设置ESC单元,以便缩短信号传输路线,并且因此减少从ESC单元到电机的信号传输延迟。ESC单元到将由ESC单元调节的电机的电路径的长度可以小于1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、150mm、200mm、250mm或300mm。从ESC单元到电机的信号传输的时间可以小于1ps、10ps、50ps、100ps、200ps、400ps、600ps、800ps、1ns、50ns、100ns、200ns、400ns、600ns、800ns、1μs、10μs、50μs、100μs、200μs、400μs、600μs、800μs、1ms、10ms、50ms、100ms、200ms、400ms、600ms、800ms或1s。从ESC单元向电机传输信号所需的较短时间可以允许基本上以实时方式响应于负载的状态信息以较少的延迟使负载得以稳定。在负载是相机的情况下,所捕捉图像和视频的质量可以得到改善。
图4是图示出根据本发明的实施方式的使负载稳定的方法400的流程图。
在过程402中,可以利用框架组件来支撑负载,所述框架组件包括具有相对于彼此可运动的多个框架构件的框架组件。在过程404中,可以利用多个致动器来允许所述多个框架构件相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制负载绕着第二轴的运动的第二致动器。
框架组件可以包括一个、两个、三个或更多个框架构件,其被配置为相对于彼此绕着连接部运动,使得可以在一个、两个、三个或更多个维度上运动负载并使之稳定。可以由在框架构件之间的连接部处设置的一个或多个致动器(例如,电机)来实现和控制框架构件的运动。在一些情况下,框架组件可以包括至少两个框架构件,使得可以在至少两个维度或方向上使负载运动并使负载稳定。例如,可以允许第一框架组件通过第一电机绕着第一轴旋转,并且可以允许第二框架组件通过第二电机绕着第二轴旋转。第一轴可以垂直于第二轴。在一些实施方式中,第一轴可以是俯仰轴。第二轴可以是横滚轴或偏航轴。
诸如相机之类的负载牢固地连接到框架组件。在一些情况下,负载连接到框架组件的最内侧框架构件上。在一些实施方式中,最内侧框架构件可以允许负载绕着俯仰轴旋转。
在过程406中,可以利用多个电子调速(ESC)单元来控制所述多个致动器的致动,所述多个ESC单元中的每一个可以电连接到所述多个致动器中的对应致动器,以便控制致动器的致动,其中,所述多个ESC单元中的一个或多个可以收纳在负载中。
可以分别由可以基于电机控制指令进行调节的相应ESC单元来控制电机的运动和操作(例如,旋转速度、旋转方向、加速度和/或制动)。电机控制指令可以由状态信息部件根据由诸如IMU之类的状态信息部件所测量的负载的状态信息或其变化而生成。在一些情况下,可以将IMU牢固地连接到负载以测量负载的状态。
在一些实施方式中,多个ESC单元中的一个或多个ESC单元可以连同IMU一起设置,以促进从IMU到所述至少一个ESC单元的快速信号传输。例如,ESC单元中的一个或多个可与IMU一起设置在同一电路板上。IMU的IMU控制器可以基于所测量的负载状态信息而生成电机控制指令。所测量的负载状态信息以片上方式从陀螺仪和加速度计传输到IMU控制器,并且所生成的电机控制指令以板上方式传输到所述至少一个ESC单元,这与其中电机控制指令通过信号总线或双绞线缆传输到ESC单元的情况相比要快得多。针对另一示例,可以将所述至少一个ESC单元与IMU相集成。所述至少一个ESC单元和IMU可以收纳在负载中或负载外部。
图5示出了根据本发明的实施方式的在其上面设置了至少状态测量装置5021和ESC单元5022的电路板502的示意图。可以将电路板连接到物体以测量负载的状态信息及其变化。物体可以是可运动物体(诸如运载工具)或手持式物体。状态测量装置可以是包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器的IMU。IMU可以基于来自陀螺仪和加速度计的所测量的负载状态信息而生成用于电机控制的电机控制指令。IMU控制器还可以接收关于ESC单元和/或电机的当前操作状态的信息。
在一些实施方式中,可以在具有状态测量装置(诸如IMU)的电路板上设置用于控制增稳平台的云台电机的多个ESC单元中的至少一个ESC单元。IMU可以由所测量的物体的状态信息而生成状态信息,并且可以将所生成的状态信息部传输到所述至少一个ESC单元,并且然后,所述至少一个ESC单元可以根据该状态信息来控制外部致动器,诸如电机。在一些示例中,所述至少一个ESC单元可以是用于控制云台的俯仰电机的ESC单元。可以从IMU测量结果实现关于负载的导航坐标系中的速度、姿态角和位置的信息。
电路板可以包括用以支撑所述至少一个ESC单位和IMU的基板。基板可以是印刷电路板(PCB)。PCB可以利用蚀刻层压到非导电性基板上的铜片而生成的导电迹线、焊盘和其它特征来机械地支撑并电连接电子组件。PCB可以是单面的、双面的或多层的。PCB板上的信号传输速度可以比信号总线或双绞线缆的速度要快得多。例如,与信号总线或双绞线缆上的通过外部物理端口的数据传输延迟(其在1.56Mbps的波特速率下可能是128μs)相比,PCB上的数据传输的信号延迟可以小于1μs。
支撑IMU和至少一个ESC单元的PCB板可以牢固地连接到负载的内部。例如,可以将PCB板连接到负载的外壳的内表面。备选地,可以将PCB板连接到负载的外部。例如,可以将PCB板连接到负载的外壳的外表面。可能有各种手段可以确保PCB板与负载之间的连接的刚性,诸如螺钉、螺栓、销钉、焊接或胶粘。在一些示例中,PCB板可以由多个螺钉牢固地连接到负载。
PCB板可以直接地或者通过中间层连接到负载上。例如,中间层可以是用以缓冲负载的任何冲击的减振元件(例如,震荡吸收层或减振焊盘)。减振元件还可以用于保持IMU的温度恒定,从而改善测量准确度。减振元件可以是适合于缓冲PCB板所经受的运动的任何元件,并且可以由任何适当的材料或材料组合(包括固体、液体或气体材料,如上文所述及的)而形成。
在一些实施方式中,可以将所述至少一个ESC单元与IMU集成为一个芯片,这可以实现更快的信号传输。例如,可以在同一集成电路封装内提供所述至少一个ESC单元的电路和IMU的电路。在一些情况下,可以将被配置为实施所述至少一个ESC单元的功能的计算机可执行指令与被配置为实施IMU的功能的计算机可执行指令相集成。所述至少一个ESC单元可以基本上实时地接根据所测量的负载状态信息生成的电机控制指令,并且然后调节相应电机的操作。从IMU到所述至少一个ESC单元的快速信号传输可以意味着以较少的延迟对云台电机的快速控制和对云台姿态的基本上实时的调整。在其中将所述至少一个ESC单元与IMU相集成为一个芯片的配置中,由IMU测量负载的状态信息并由IMU生成相应的电机控制指令之后,可以在没有通过物理端口(诸如UART或CAN)的任何外部数据传输的情况下将电机控制指令传输到所述至少一个ESC单元。在一些情况下,被配置为实施IMU的功能的计算机可执行指令可以基于负载的测量状态而生成电机控制指令,并且通过内部数据总线将电机控制指令发送到被配置为实施所述至少一个ESC单元的功能的计算机可执行指令。与通过外部物理端口的数据传输延迟(在1.56Mbps的波特速率下可能是128us)相比,内部数据总线上的数据传输延迟可以小于1us。
图6是图示出根据本发明的实施方式的制备电路板的方法的流程图600。用此方法可以制备诸如图5中所图示的电路板。
在过程602中,可以在基板上设置状态测量部件,该状态测量部件被配置为测量物体的状态。基板可以是PCB板。在一些实施方式中,状态测量部件可以是包括任何数目的集成加速度计和陀螺仪或其任何组合的IMU。IMU可以提供沿着三个不同运动轴的线性加速度数据、沿着三个不同运动轴的角加速度数据以及绕着三个不同旋转轴的朝向数据。
可以将IMU焊接到PCB板。焊接过程的示例可以是波峰焊、回流焊或激光焊接。PCB板可以是单面的、双面的或多层的。除IMU之外,可以在PCB板上支撑负载的各种电气部件,诸如光学传感器、负载控制器、传感器、存储器、端口、一个或多个ESC单元、通信单元、散热器等。
可以用紧固件(诸如螺栓、螺钉或销钉)将PCB板牢固地连接到负载。可以在PCB板与负载之间插入减振元件以缓冲从负载引入的任何冲击或振动。PCB板可以收纳在负载中。可以以适合于容纳在负载中的任何形状提供PCB板。在一些情况下,可以将PCB板连接到负载的内表面,以避免PCB板相对于负载的任何振动。例如,在负载是相机的情况下,可以将PCB板连接到相机的后盖。
在过程604中,可以在基板上设置至少一个电子调速(ESC)单元。所述至少一个ESC单元可以电连接到状态测量部件。至少一个ESC单元中的每一个可以电连接到多个致动器中的对应致动器,并且可以被配置为根据物体的状态来控制对应致动器的致动。
可以在电路板上紧邻状态测量部件(诸如IMU)设置所述至少一个ESC单元。PCB的板上信号传输速度可以比信号总线或双绞线缆的速度要快得多,使得在向所述至少一个ESC单元传输根据所测量的负载状态信息而产生的电机控制指令时的延迟较小。例如,可以在PCB上以140ps/inch的速度传输信号。从IMU到所述至少一个ESC单元的快速信号传输意味着以较小的延迟对云台电机的快速控制和对云台姿态的基本上实时的调整。换言之,可以以基本上实时的方式响应于负载的状态变化而使负载稳定。在一些实施方式中,所述至少一个ESC单元可以是用于控制云台的俯仰电机、使得可以至少在俯仰轴上以基本上实时的方式使负载稳定的ESC单元。在负载是相机的情况下,可以改善所捕捉图像和视频的质量,这是因为航空摄影图像可能由于承载体(诸如UAV)的振动而在俯仰方向上变差最为严重。
可以与IMU一起在PCB上设置超过一个ESC单元。所述超过一个ESC单元可以响应于从IMU接收到的电机控制指令而以较短的响应时间调节相应的云台电机,使得可以基本上实时地在超过一个方向上使负载得以稳定。
图7是图示出根据本发明的实施方式的制备集成电路的方法的流程图700。
在过程702中,可以提供用于状态测量的电路,用于状态测量的电路被配置为测量物体的状态。在一些情况下,可以提供用于状态测量的电路以实现包括任何数目的集成加速度计和陀螺仪或其任何组合的IMU的功能。用于状态测量的电路可以提供沿着三个不同运动轴的线性加速度数据、沿着三个不同运动轴的角加速度数据以及绕着三个不同旋转轴的朝向数据。
在过程704中,可以提供用于致动器速度控制的电路。用于致动器速度控制的电路可以电连接到用于状态测量的电路和至少一个致动器。用于致动器速度控制的电路可以被配置为根据物体的状态来控制所述至少一个致动器的致动。在一些情况下,可以提供用于致动器速度控制的电路以实现至少一个电子调速ESC)单元的功能。至少一个ESC单元中的每一个可以电连接到多个致动器中的对应致动器,并且可以被配置为根据物体的状态来控制对应致动器的致动。
在一些情况下,集成电路包括存储计算机可执行指令的计算机可读介质。计算机可执行指令可以包括当被执行时实现用于状态测量的电路的功能的计算机可执行指令以及当被执行时将实现用于致动器速度控制的电路的功能的计算机可执行指令。
用于状态测量/电机控制指令生成的电路与用于致动器速度控制的电路之间的信号传输速度可以比信号总线或双绞线缆的速度要快得多,使得在将电机控制指令传输到用于致动器速度控制的电路时的延迟较小。例如,可以在小于1μs内将电机控制指令传输到用于电机速度控制的电路。在一些示例中,集成电路内的快速信号传输可以意味着以较少的延迟对云台电机的快速控制和对云台姿态的基本上实时的调整。换言之,可以以基本上实时的方式响应于负载的状态变化而使负载得以稳定。在一些实施方式中,可以提供集成电路以控制云台的俯仰电机,使得可以至少在俯仰轴上以基本上实时的方式使负载稳定。在负载是相机的情况下,可以改善所捕捉图像和视频的质量,这是因为航空摄影图像可能由于承载体(诸如UAV)的振动而在俯仰方向上变差最为严重。
可以在集成电路中提供超过一个用于致动器速度控制的电路。可以由所述超过一个用于致动器速度控制的电路响应于电机控制指令,以较少的响应时间调节相应云台电机,使得可以基本上实时地在超过一个方向上使负载得以稳定,所述电机控制指令是从用于状态测量/电机控制指令生成的电路接收到的。
图8是图示出根据本发明的实施方式的成像装置800的分解图。
在一些实施方式中,成像装置800的主体802可以直接连接到云台的电机804。在一些实施方式中,成像装置所连接到的电机可以是允许成像装置绕着俯仰轴运动的俯仰电机。在一些示例中,成像装置可以是相机。在此配置中,由于成像装置未通过框架构件而直接连接到云台的俯仰电机,所以可以减小整体增稳平台的重量。备选地,成像装置可以连接到框架构件,该框架构件可以连接到俯仰电机。
可以将电路板806收纳在相机主体中,并用相机的后盖808予以密封。可以以气密且防水的方式将电路板收纳在相机主体中。电路板可以在其上面支撑IMU和至少一个ESC单元。电路板可以是如上文参考图5所述的PCB板。
在一些实施方式中,由IMU基于所测量状态信息生成的俯仰电机控制指令可以通过第一耦合线路810传输到俯仰电机,并且通过第二耦合线路812传输到其它ESC单元。在一些示例中,第一耦合线路和第二耦合线路可以是柔性印刷电路(FPC)。第一耦合线路可以在一端处连接到所述至少一个ESC单元,并且在另一端处连接到云台电机。在一些示例中,第一耦合线路可以将俯仰电机控制指令从所述至少一个ESC单元传输到俯仰电机。在一些情况下,第一耦合线路可以通过PCB板上的插座连接到所述至少一个ESC单元。此配置可以防止第一耦合线路在相机绕着俯仰轴旋转期间缠绕或折叠,因为第一耦合线路在成像装置绕着俯仰轴旋转期间连同成像装置和俯仰电机的定子一起旋转。在一些实施方式中,第二耦合线路812也可以传输由成像装置获得的图像信号。
图9是图示出根据本发明的实施方式的第二耦合线路912的布置的分解图。成像装置900的主体902可以直接连接到云台的电机904。在一些实施方式中,电机可以是允许成像装置绕着俯仰轴运动的俯仰电机。成像装置可以是相机。在此配置中,电路板906可以收纳在相机主体中。第二耦合线路912可以是柔性印刷电路(FPC)。第二耦合线路可以是具有将连接到ESC单元以便控制云台的横滚电机和航向电机的支路的FPC。第二耦合线路可以在一端处连接到IMU(例如作为IMU的一部分的IMU控制器)并将生成的电机指令传输到各ESC单元,并且在另一端处通过支路连接到横滚电机和航向电机。除电机控制指令之外,第二耦合线路还可以将由成像装置所捕捉的图像和视频传输到可以在支撑部件中或者在承载体中提供的图像处理单元或图像传输单元。
在一些实施方式中,可以在成像装置的与俯仰电机相对的那一侧将第二耦合线路的所述一端绕着成像装置的俯仰旋转轴缠绕。第二耦合线路可以具有向外延伸至横滚电机和航向电机的直线部分和围绕成像装置的该俯仰旋转轴缠绕的盘绕部。第二耦合线路的所述一端可以通过穿透成像装置的侧壁而连接到IMU。此配置可以防止第二耦合线路在成像装置绕着俯仰轴旋转期间缠绕或折叠,这是因为第二耦合线路的盘绕部可以吸收成像装置的旋转而不拉伸第二耦合的直线部分。
第二耦合线路的盘绕部可以容纳在设于成像装置的与俯仰电机相对的那一侧处的端盖中。第二耦合线路的直线部分可以沿着云台的框架构件敷设至横滚电机和航向电机。可以将上文所描述的配置应用于其中第一耦合线路连接到横滚电机和/或航向电机的配置。
图10是图示出根据本发明的实施方式,承载IMU的电路板1006固定地连接到成像装置的图。成像装置1000的主体的主体1002可以直接连接到云台的电机1004。在一些实施方式中,电机可以是允许成像装置绕着俯仰轴运动的俯仰电机。成像装置可以是相机。
在其上面支撑有IMU和至少一个ESC单元的电路板可以连接到成像装置的内部。电路板可以通过多个紧固件(诸如螺钉、销钉或螺栓)固定地连接到成像装置的内部。在一些示例中,电路板可以具有与成像装置的内部轮廓共形的形状。电路板可以装配到成像装置的内部,在电路板的边缘与成像装置的内表面之间基本上没有空间。备选地,可以在电路板与成像装置的内表面之间设置一个或多个减振元件。减振元件可以吸收由电路板经受的任何冲击或振动。设置减振元件可以防止电路板上的任何组件在成像装置的运动期间掉落。
第一耦合线路1010可以是FPC。在一些示例中,第一耦合线路可以将俯仰电机控制指令从由电路板支撑的所述至少一个ESC单元传输到俯仰电机。第一耦合线路的一端可以连接到支撑在电路板上的所述至少一个ESC单元,并且第一耦合线路的另一端可以连接到云台电机。第一耦合线路的所述一端可以由在后盖1008与电路板之间设置的减振元件紧紧地压在电路板上的插座上,使得在负载运动期间第一耦合线路与插座之间的连接不松脱。
第二耦合线路(未示出)可以通过成像装置的旋转轴部件1012而连接到电路板。在一些示例中,第二耦合线路可以在一端处连接到IMU的IMU控制器(其基于所测量的状态信息而生成电机控制指令并将电机控制指令传输到各ESC单元),并且在另一端处通过支路而连接到横滚电机和航向电机。第二耦合线路可以是FPC。可以在成像装置的与俯仰电机相对的一侧将第二耦合线路的所述一端围绕成像装置的俯仰旋转轴部件上缠绕。第二耦合线路的所述一端可以穿透俯仰旋转轴部件到达成像装置的内部并连接到该电路板。
后盖可以固定连接到成像装置的主体,从而封闭该主体。例如,可以通过诸如螺钉之类的多个紧固件将后盖牢固地连接到主体。可以在后盖的角部、后盖的边缘或后盖的中心处提供紧固件。备选地,可以将后盖可释放地连接到成像装置的主体。例如,可以通过卡扣紧固件、按扣或夹持件将后盖连接到成像装置的主体。后盖可以以气密且防水的方式来密封成像装置的主体。可以在后盖与电路板之间设置一个或多个减振元件以缓冲电路板所经受的任何冲击或振动。
图11是图示出根据本发明的实施方式的承载IMU的电路板的图,该电路板固定地连接到成像装置的后盖。电路板1104可以收纳在负载中。例如,在其上面支撑IMU 1106和至少一个ESC单元的电路板可以固定地连接到负载(诸如相机)的内表面。在一些实施方式中,电路板可以固定连接到负载的后盖1102。电路板可以是如上文参考图5所述的PCB板。
可以用各种紧固件将电路板连接到负载。紧固件可以是螺钉、螺栓、销钉、卡扣紧固件、按扣、夹持件、销、钩子、铆钉、订书钉、缝针、皮带、拉链、压配合、焊接或胶。可以经由一种紧固件将电路板连接到负载。备选地,可以经由多种紧固件将电路板连接到负载。在一些实施方式中,可以经由穿透电路板上的三个孔并旋入负载的后盖上的接收孔中的三个螺钉1181、1182和1183而将电路板连接到后盖。可以在电路板的任何位置上设置所述一个或多个孔,一个或多个紧固件可以穿透该孔。例如,可以在其中电气部件的密度较小的位置处设有孔。针对另一示例,可以在电路板的角部或边缘上设有孔。在一些实施方式中,可以紧邻IMU设置孔,使得可以将IMU牢固地连接到负载的后盖。
电路板可以直接连接到后盖而在两者之间不存在中间层。备选地,电路板可以连接到后盖上,而在两者之间具有中间层。在一些情况下,中间层可以是吸收负载所经受的任何冲击或振动的减振元件1120。可以在电路板与负载的后盖之间的各个位置处设置多个减振元件。在一些实施方式中,减振元件还可以将任何外部电缆紧紧地压到电路板的连接器,使得外部电缆与电路板的连接器之间的连接即使负载经受冲击也可以不会意外地松脱。例如,减振焊盘可以将FPC(其将由IMU生成的状态信息传输到外部ESC单元)紧紧地抵靠着压到电路板上的插座。例如,第一和第二耦合线路可以由减振元件紧紧地压在电路板上的插座上,使得第一和第二耦合线路与插座之间的连接在负载运动期间可以不会松脱。
可以以IMU受到负载所经受的冲击或振动的影响程度最小的方式在电路板上设置IMU。在一些实施方式中,可以在电路板的半岛状部分上设置IMU,其中,半岛状部分的仅一侧连接到电路板的其它部分。负载经受的仅一部分冲击或振动可以传播至半岛状部分,使得IMU可以较少受到该冲击或振动的影响,并且测量准确度可以不受影响。在一些实施方式中,可以由减振部件1110覆盖IMU和/或IMU设置于其上的电路板部分,以保持IMU的工作温度恒定以进一步改善测量准确度。减振部件可以填充在IMU和/或该电路板部分与负载的后盖之间,使得在IMU和/或该电路板部分与后盖之间不发生相对运动。在一些实施方式中,可以以U形形成减振部件。例如,U形减振部件可以在两侧覆盖IMU和/或其上设置IMU的电路板部分,如图11中所示。
图12是图示出根据本发明的实施方式的承载IMU的电路板的图,该电路板固定地连接到成像装置的后盖。图12示出了电路板到图11的负载的后盖的组装状态。
在其上支撑IMU的电路板1204可以固定连接到负载的后盖1208。在一些实施方式中,可以用在IMU附近提供的多个紧固件(诸如螺钉)将电路板连接到后盖。例如,可以提供三个螺钉以穿透电路板上的孔并旋入负载的后盖上的接收孔中。三个螺钉可以形成包围IMU的三角形状。
可以在电路板与负载的主体1202之间设置多个减振元件1210、1220和1230以紧压电路板抵靠着后盖。减振元件中的至少一个可以覆盖IMU。减振元件可以减少IMU所经受的冲击或振动以改善测量准确度。减振元件还可以保持IMU的工作温度恒定以进一步改善测量准确度。减振元件中的至少一个可以紧压第一耦合线路和第二耦合线路(未示出)来抵靠电路板,使得第一耦合线路与插座之间的连接在负载运动期间不松脱。
可以将本公开中所述的系统、装置以及方法应用于多种物体,包括可运动物体和静止物体。可运动物体可以能够关于六个自由度(例如,平移方面的三个自由度和旋转方面的三个自由度)在环境内自由地运动。备选地,可以针对一个或多个自由度(例如用预定路径、轨迹或朝向)来约束可运动物体的运动。该运动可以任何适当的致动机构,诸如引擎或电机来致动。可以用任何适当的能量源,诸如电能、磁能、太阳能、风能、重力能、化学能、核能或其任何适当组合,对可运动物体的致动机构供电。如本公开中的其他处所述,可运动物体可以是经由推进系统而自推进的。推进系统可以可选地靠能量源运行,诸如电能、磁能、太阳能、风能、重力能、化学能、核能或其任何适当组合。备选地,可运动物体可以由生物携带。
在一些情况下,可运动物体可以是飞行器。飞行器可以是自推进的,诸如通过空气而自推进。自推进飞行器可以采用推进系统,诸如包括一个或多个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、转子、螺旋桨、桨叶、喷嘴或其任何适当组合的推进系统。
飞行器(诸如UAV)的本公开中的任何描述可以应用于并用于任何可运动物体。本公开关于飞行器的任何描述可以具体地应用于UAV。本发明的可运动物体可以被配置为在任何适当环境内运动,诸如在空中(例如,固定翼飞机、旋翼式飞机或者即不具有固定翼也不具有旋翼的飞机)、在水中(例如,船或潜水艇)、在地面上(例如,机动车辆,诸如汽车、卡车、公交车、有篷货车、摩托车、自行车;可运动结构或框架,诸如手杖、吊杆;或者火车)、在地下(例如,地铁)、在太空中(例如,航天飞机、卫星或探测器)或这些环境的任何组合。
可运动物体可以由用户远程控制或者可以在可运动物体之内或之上的占用者在本地控制。可以经由单独运载工具内的占用者远程地控制可运动物体。在一些实施方式中,可运动物体是无人驾驶可运动物体,诸如UAV。无人驾驶可运动物体(诸如UAV)可以不具有可运动物体的机载占用者。可运动物体可以由人类或自主控制系统(例如,计算机控制系统)或其任何适当组合来控制。可运动物体可以是自主或半自主机器人,诸如配置有人工智能的机器人。
图13图示出根据本发明的实施方式的包括载体1302和负载1304的可运动物体1300。虽然可运动物体1300描述为飞机,但此描述并不旨在限制,并且可以采用任何适当类型的可运动物体,如前文所述。本领域的技术人员将认识到在本公开中描述的关于飞机系统的任何实施方式可以应用于任何适当活动物体(例如,UAV)。在一些情况下,可以在无须载体1302的情况下在可运动物体1300上提供负载1304。可运动物体1300可以包括推进机构1306、感测系统1308以及通信系统1310。
推进机构1306可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一个或多个,如前所述。可运动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个推进机构。推进机构可以全部是同一类型的。备选地,一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。可以利用任何适当装置(诸如支撑元件(例如,驱动轴),如在本公开中的别处所述)将推进机构1306安装在可运动物体1300上。可以将推进机构1306安装在可运动物体1300的任何适当部分上,诸如在顶部、底部、正面、背面、侧面或其适当组合上。
在一些实施方式中,推进机构1306可以使得可运动物体1300能够从表面垂直地起飞或者在表面上垂直地着陆而无须可运动物体1300的任何水平运动(例如,不沿着跑道行进)。可选地,推进机构1306可以可操作用于允许可运动物体1300在指定位置和/或指定朝向上在空中盘旋。可以独立于其它推进机构而控制推进机构1300中的一个或多个。备选地,可以将推进机构1300配置为被同时地控制。例如,可运动物体1300可以具有多个水平方向的旋翼,其可以向可运动物体提供提升力和/或推力。所述多个水平方向旋翼可以被致动以向可运动物体1300提供垂直起飞、垂直着陆以及盘旋能力。在一些实施方式中,水平方向旋翼中的一个或多个可以按顺时针方向自旋,同时水平旋翼中的一个或多个可以按逆时针方向自旋。例如,顺时针方向旋翼的数目可以等于逆时针方向旋翼的数目。每个水平方向旋翼的旋转速率可以独立地改变,以便控制由每个旋翼产生的提升力和/或推力,并且从而调整可运动物体1300的空间设置、速度和/或加速度(例如,针对多达三个平移度和多达三个旋转度)。
感测系统1308可以包括一个或多个传感器,其可以感测可运动物体1300的空间设置、速度和/或加速度(例如,针对多达三个平移度和多达三个旋转度)。所述一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器。由感测系统1308提供的感测数据可以用来控制可运动物体1300的空间设置、速度和/或加速度(例如,利用适当的处理单元和/或控制模块,如下所述)。备选地,可以采用感测系统1308来提供关于可运动物体周围的环境的数据,诸如天气条件、到潜在障碍物的接近度、地理特征的位置、人造建筑的位置等。
通信系统1310使得能够经由无线信号1316与具有通信系统1314的终端1312进行通信。通信系统1310、1314可以包括适合于无线通信的任何数目的传送机、接收机和/或收发机。通信可以是单向通信,使得可以在仅一个方向上传输数据。例如,单向通信可以仅涉及到可运动物体1300向终端1312传输数据或者反之亦然。可以从通信系统1310的一个或多个传送机向通信系统1312的一个或多个接收机传输数据或者反之亦然。备选地,通信可以是双向通信,使得数据可以在可运动物体1300与终端1312之间双向传输。双向通信可以涉及到从通信系统1310的一个或多个传送机向通信系统1314的一个或多个接收机传输数据,并且反之亦然。
在一些实施方式中,终端1312可以向可运动物体1300、载体1302以及负载1304中的一个或多个提供控制数据,并从可运动物体1300、载体1302以及负载1304中的一个或多个接收信息(例如,可运动物体、载体或负载的位置和/或运动信息;由负载感测的数据,诸如由负载相机捕捉的图像数据)。在一些情况下,来自终端的控制数据可以包括用于可运动物体、载体和/或负载的相对位置、运动、致动或控制的指令。例如,控制数据可以导致可运动物体的位置和/或朝向的改变(例如,经由推进机构1306的控制)或者负载相对于可运动物体的运动(例如,经由载体1302的控制)。来自终端的控制数据可以导致负载的控制,诸如相机或其它图像捕捉装置的操作的控制(例如,拍摄静止或运动图片、放大或缩小、开启或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变聚焦、改变景深、改变曝光时间、改变观看角或视场)。在一些情况下,来自可运动物体、载体和/或负载的通信可以包括来自(例如,感测系统1308的或负载1304的)一个或多个传感器的信息。通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如,GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器)的所感测信息。此类信息可以是关于可运动物体、载体和/或负载的位置(例如,定位、朝向)、运动或加速度。来自负载的此类信息可以包括由负载捕捉的数据或负载的感测状态。由终端1312提供传输的控制数据可以被配置为控制可运动物体1300、载体1302或负载1304中的一个或多个的状态。备选地或以组合方式,载体1302和负载1304还可以每个包括被配置为与终端1312通信的通信模块,使得终端可以独立地与可运动物体1300、载体1302以及负载1304中的每一个进行通信并对其进行控制。
在一些实施方式中,可运动物体1300可以被配置为除终端1312之外或者作为终端1312的替代与另一远程装置进行通信。终端1312还可以被配置为与另一远程装置以及可运动物体1300进行通信。例如,可运动物体1300和/或终端1312可以与另一可运动物体或另一可运动物体的载体或负载进行通信。如必要,远程装置可以是第二终端或其它计算设备(例如,计算机、膝上计算机、平板电脑、智能电话或其它移动设备)。远程装置可以被配置为向可运动物体1300传输数据、从可运动物体1300接收数据、向终端1312传输数据和/或从终端1312接收数据。可选地,可以将远程装置连接到因特网或其它电信网络,使得从可运动物体1300和/或终端1312接收到的数据可以上传至网站或服务器。
虽然在本公开中已经示出并描述了本发明的优选实施方式,但对于本领域的技术人员而言将显而易见的是此类实施方式仅仅是以示例的方式予以提供的。在不脱离本发明的情况下本领域的技术人员现在将想到许多变形、改变和替换。应理解的是在实施本发明时可以采用本公开中所述的本发明的实施方式的各种备选方案。旨在由以下权利要求来限定本发明的范围,并且由此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。
Claims (145)
1.一种用于使负载稳定的增稳平台,所述增稳平台包括:
框架组件,其包括相对于彼此可运动的多个框架构件,所述框架组件被配置为支撑所述负载;
多个致动器,其被配置为允许所述多个框架构件相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述负载绕着第二轴的运动的第二致动器:以及
多个电子调速(ESC)单元,每个ESC单元电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述多个致动器的致动,其中,所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述负载中。
2.根据权利要求1所述的增稳平台,其进一步包括由所述负载支撑的状态测量部件,所述状态测量部件被配置为获取所述负载的状态。
3.根据权利要求2所述的增稳平台,其中,所述状态测量部件设置于所述负载的内部。
4.根据权利要求2所述的增稳平台,其中,根据所述负载的状态来控制所述多个致动器的致动。
5.根据权利要求2所述的增稳平台,其中,所述状态测量部件是惯性测量单元(IMU)。
6.根据权利要求5所述的增稳平台,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
7.根据权利要求6所述的增稳平台,其中,所述IMU控制器被配置为基于所述负载的状态而产生电机控制指令,并且所述至少一个ESC单元中的每一个被配置为根据所述电机控制指令来控制所述对应致动器的致动。
8.根据权利要求2所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件一起设置于同一电路板上。
9.根据权利要求8所述的增稳平台,其中,所述电路板是PCB板。
10.根据权利要求2所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件相集成。
11.根据权利要求10所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件集成在一个封装中。
12.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述框架组件包括第一框架构件,所述第一框架构件支撑所述负载并允许所述负载绕着所述第一轴旋转。
13.根据权利要求12所述的增稳平台,其中,所述第一致动器被配置为控制所述第一框架组件的运动。
14.根据权利要求13所述的增稳平台,其中,所述第一致动器是电机,所述电机的转子连接到所述第一框架,而所述电机的定子连接到所述负载。
15.根据权利要求14所述的增稳平台,其中,所述第一致动器是无刷电机。
16.根据权利要求12所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元包括被配置为控制所述第一致动器的致动的第一ESC单元。
17.根据权利要求16所述的增稳平台,其中,所述第一ESC单元收纳在所述负载中。
18.根据权利要求12所述的增稳平台,其中,所述第一轴是俯仰轴。
19.根据权利要求12所述的增稳平台,其中,所述框架组件进一步包括第二框架构件,所述第二框架构件支撑所述第一框架构件并允许所述第一框架构件绕着所述第二轴旋转。
20.根据权利要求19所述的增稳平台,其中,所述第二致动器被配置为控制所述第二框架组件的运动。
21.根据权利要求19所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元包括被配置为控制所述第二致动器的致动的第二ESC单元。
22.根据权利要求21所述的增稳平台,其中,所述第二ESC单元设置在所述负载中。
23.根据权利要求21所述的增稳平台,其中,所述第二ESC单元未设置于所述负载中。
24.根据权利要求19所述的增稳平台,其中,所述第二轴是横滚轴。
25.根据权利要求19所述的增稳平台,其中,所述框架组件进一步包括第三框架构件,所述第三框架构件支撑所述第二框架构件并允许所述第二框架构件绕着第三轴旋转。
26.根据权利要求25所述的增稳平台,其中,所述多个致动器包括被配置为控制所述第三框架组件的运动的第三致动器。
27.根据权利要求26所述的增稳平台,其中,所述多个ESC单元进一步包括被配置为控制所述第三致动器的致动的第三ESC单元。
28.根据权利要求27所述的增稳平台,其中,所述第三ESC单元设置在所述负载中。
29.根据权利要求27所述的增稳平台,其中,所述第三ESC单元未设置在所述负载中。
30.根据权利要求25所述的增稳平台,其中,所述第三轴是偏航轴。
31.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述负载是相机。
32.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述增稳平台是多向云台。
33.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述第一轴垂直于所述第二轴。
34.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述多个致动器进一步包括被配置为控制所述负载绕着第三轴的运动的第三电机。
35.根据权利要求34所述的增稳平台,其中,所述第三轴垂直于所述第一轴和所述第二轴。
36.根据权利要求1所述的增稳平台,其中,所述框架组件包括相对于彼此可运动的至少三个框架构件。
37.一种使负载稳定的方法,所述方法包括:
利用框架组件来支撑所述负载,所述框架组件包括具有相对于彼此可运动的多个框架构件的框架组件;
允许所述多个框架构件利用多个致动器相对于彼此而运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述负载绕着第二轴的运动的第二致动器;以及
利用多个电子调速(ESC)单元来控制所述多个致动器的致动,所述多个ESC单元中的每一个电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述致动器的致动,其中,所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述负载中。
38.根据权利要求37所述的方法,其进一步包括提供由所述负载支撑的状态测量部件,所述状态测量部件被配置为获取所述负载的状态。
39.根据权利要求38所述的方法,其中,所述状态测量部件设置在所述负载的内部。
40.根据权利要求38所述的方法,其中,根据所述负载的状态来控制所述多个致动器的致动。
41.根据权利要求38所述的方法,其中,所述状态测量部件是惯性测量单元(IMU)。
42.根据权利要求41所述的方法,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
43.根据权利要求42所述的方法,其中,所述IMU控制器被配置为基于所述负载的状态而产生电机控制指令,并且所述至少一个ESC单元中的每一个被配置为根据电机控制指令来控制对应致动器的致动。
44.根据权利要求38所述的方法,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件一起设置于同一电路板上。
45.根据权利要求44所述的方法,其中,所述电路板是PCB板。
46.根据权利要求38的方法,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件相集成。
47.根据权利要求46所述的方法,其中,所述多个ESC单元中的所述至少一个与所述状态测量部件集成在一个封装中。
48.根据权利要求37所述的方法,其中,所述框架组件包括支撑所述负载并允许所述负载绕着所述第一轴旋转的第一框架构件。
49.根据权利要求48所述的方法,其中,所述第一致动器被配置为控制所述第一框架组件的运动。
50.根据权利要求49所述的方法,其中,所述第一致动器是电机,所述电机的转子连接到所述第一框架,而所述电机的定子连接到所述负载。
51.根据权利要求50所述的方法,其中,所述第一致动器是电机无刷电机。
52.根据权利要求48所述的方法,其中,所述多个ESC单元包括被配置为控制所述第一致动器的致动的第一ESC单元。
53.根据权利要求52所述的方法,其中,所述第一ESC单元收纳在所述负载中。
54.根据权利要求48所述的方法,其中,所述第一轴是俯仰轴。
55.根据权利要求48所述的方法,其中,所述框架组件进一步包括支撑所述第一框架构件并允许所述第一框架构件绕着所述第二轴旋转的第二框架构件。
56.根据权利要求55所述的方法,其中,所述第二致动器被配置为控制所述第二框架组件的运动。
57.根据权利要求55所述的方法,其中,所述多个ESC单元包括被配置为控制所述第二致动器的致动的第二ESC单元。
58.根据权利要求57所述的方法,其中,所述第二ESC单元设置在所述负载中。
59.根据权利要求57所述的方法,其中,所述第二ESC单元未设置在所述负载中。
60.根据权利要求55所述的方法,其中,所述第二轴是横滚轴。
61.根据权利要求55所述的方法,其中,所述框架组件进一步包括支撑所述第二框架构件并允许所述第二框架构件绕着第三轴旋转的第三框架构件。
62.根据权利要求61所述的方法,其中,所述多个致动器包括被配置为控制所述第三框架组件的运动的第三致动器。
63.根据权利要求62所述的方法,其中,所述多个ESC单元进一步包括被配置为控制所述第三致动器的致动的第三ESC单元。
64.根据权利要求63所述的方法,其中,所述第三ESC单元设置在所述负载中。
65.根据权利要求63所述的方法,其中,所述第三ESC单元未设置在所述负载中。
66.根据权利要求61所述的方法,其中,所述第三轴是偏航轴。
67.根据权利要求37所述的方法,其中,所述负载是相机。
68.根据权利要求37所述的方法,其中,所述增稳平台是多向云台。
69.根据权利要求37所述的方法,其中,所述第一轴垂直于所述第二轴。
70.根据权利要求37所述的方法,其中,所述多个致动器进一步包括被配置为控制所述负载绕着第三轴的运动的第三电机。
71.根据权利要求70所述的方法,其中,所述第三轴垂直于所述第一轴和所述第二轴。
72.根据权利要求37所述的方法,其中,所述框架组件包括相对于彼此可运动的至少三个框架构件。
73.一种可运动物体,其包括:
主体;
一个或多个动力单元,其由所述主体承载并被配置为实现所述可运动物体的运动;以及
用于使负载稳定的增稳平台,所述增稳平台包括:
框架组件,其包括相对于彼此可运动的多个框架构件,所述框架组件被配置为支撑所述负载;
多个致动器,其被配置为允许所述多个框架构件相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述负载绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述负载绕着第二轴的运动的第二致动器;以及
多个电子调速(ESC)单元,每个ESC单元电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述多个致动器的致动,其中,所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述负载中,
其中,所述增稳平台被配置为使所述负载稳定。
74.一种成像系统,其包括:
光学相机;
用于使所述光学相机稳定的增稳平台,所述增稳平台包括:
框架组件,其包括相对于彼此可运动的多个框架构件,所述框架组件被配置为支撑所述光学相机;
多个致动器,其被配置为允许所述多个框架构件相对于彼此运动,所述多个致动器包括被配置为控制所述光学相机绕着第一轴的运动的第一致动器以及被配置为控制所述光学相机绕着第二轴的运动的第二致动器;以及
多个电子调速(ESC)单元,每个ESC单元电连接到所述多个致动器中的对应致动器以便控制所述多个致动器的致动,其中,所述多个ESC单元中的至少一个收纳在所述光学相机中,
其中,所述增稳平台被配置为使光学相机稳定。
75.一种电路板,其包括:
基板,其被配置为用于支撑和连接电气部件;
支撑在所述基板上的状态测量部件,其中,所述状态测量部件被配置为测量物体的状态;以及
至少一个电子调速(ESC)单元,其支撑在所述基板上,其中,所述至少一个ESC单元电连接到所述状态测量部件和多个致动器中的对应致动器,所述至少一个ESC单元被配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动。
76.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述状态测量部件至少包括被配置为检测物体的姿态的陀螺仪,并且所述物体的状态至少包括物体的姿态。
77.根据权利要求76所述的电路板,其中,所述状态测量部件进一步包括被配置为检测所述物体的加速度的加速度计,并且其中,所述物体的状态包括所述物体的姿态和加速度。
78.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述状态测量部件是惯性测量单元(IMU)。
79.根据权利要求78所述的电路板,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
80.根据权利要求79所述的电路板,其中,所述IMU控制器被配置为基于所述负载的状态而产生电机控制指令,并且所述至少一个ESC单元中的每一个被配置为根据所述电机控制指令来控制所述对应致动器的致动。
81.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述多个致动器被配置为允许增稳平台的多个框架构件相对于彼此运动。
82.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述致动器是电机。
83.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述电路板是PCB板。
84.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述状态测量部件支撑在所述基板的半岛状部分,其中,所述半岛状部分的仅一侧连接到基板的其它部分。
85.根据权利要求75所述的电路板,其中,所述状态测量部件在一侧或两侧由减振部件所覆盖。
86.根据权利要求85所述的电路板,其中,所述减振部件形成为U形。
87.一种制备电路板的方法,所述方法包括:
在基板上设置状态测量部件,其中,所述状态测量部件配置为测量物体的状态;以及
将至少一个电子调速(ESC)单元设置在所述基板上,其中,所述至少一个ESC单元电连接到所述状态测量部件,并且所述至少一个ESC单元中的每一个电连接到多个致动器中的对应致动器并且配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动。
88.根据权利要求87所述的方法,其中,所述状态测量部件至少包括被配置为检测所述物体的姿态的陀螺仪,并且所述物体的状态至少包括物体的姿态。
89.根据权利要求88所述的方法,其中,所述状态测量部件进一步包括被配置为检测所述物体的加速度的加速度计,并且其中,所述物体的状态包括所述物体的姿态和加速度。
90.根据权利要求87所述的方法,其中,所述状态测量部件是惯性测量单元(IMU)。
91.根据权利要求90所述的方法,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
92.根据权利要求91所述的方法,其中,所述IMU控制器配置为基于所述负载的状态而产生电机控制指令,并且所述至少一个ESC单元中的每一个配置为根据所述电机控制指令来控制所述对应致动器的致动。
93.根据权利要求87所述的方法,其中,所述多个致动器配置为允许增稳平台的多个框架构件相对于彼此运动。
94.根据权利要求87所述的方法,其中,所述致动器是电机。
95.根据权利要求87所述的方法,其中,所述电路板是PCB板。
96.根据权利要求87所述的方法,其中,所述状态测量部件支撑在所述基板的半岛状部分,其中,所述半岛状部分的仅一侧连接到所述基板的其它部分。
97.根据权利要求87所述的方法,其中,所述状态测量部件在一侧或两侧由减振部件所覆盖。
98.根据权利要求97所述的方法,其中,所述减振部件形成为U形。
99.一种成像设备,所述成像设备包括:
光学镜头,其用于收集物体的光束;
至少一个光学传感器,其光学耦合到所述光学镜头并生成物体的图像;以及
电路板,其包括:
基板,其被配置为用于支撑和连接电气部件;
支撑在所述基板上的状态测量部件,其中,所述状态测量部件被配置为测量所述物体的状态;以及
至少一个电子调速(ESC)单元,其支撑在所述基板上,其中,所述至少一个ESC单元电连接到所述状态测量部件和多个致动器中的对应致动器,所述至少一个ESC单元配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动,
其中,所述状态测量部件被配置为测量所述成像设备的状态。
100.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述成像设备是光学相机。
101.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述电路板固定地耦合到所述成像设备的内表面。
102.根据权利要求101所述的成像设备,其中,所述电路板耦合到远离所述光学镜头的所述成像设备的内表面。
103.根据权利要求102所述的成像设备,其中,所述电路板耦合到与所述光学镜头相对的所述成像设备的内表面。
104.根据权利要求103所述的成像设备,其中,所述电路板耦合到所述成像设备的后盖的内表面。
105.根据权利要求101所述的成像设备,其中,所述电路板经由至少一个紧固件固定地耦合到所述成像设备的内表面。
106.根据权利要求105所述的成像设备,其中,所述紧固件是螺栓、螺钉或销钉。
107.根据权利要求105所述的成像设备,其中,所述至少一个紧固件设置为紧邻所述状态测量部件。
108.根据权利要求105所述的成像设备,其中,所述至少一个机械固定件包括三个紧固件。
109.根据权利要求101所述的成像设备,其中,在所述电路板与所述成像设备的内表面之间夹设有一个或多个震荡吸收部件。
110.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述状态测量部件在其至少一侧由减振部件所覆盖。
111.根据权利要求110所述的成像设备,其中,所述减振部件由泡沫材料制成。
112.根据权利要求110所述的成像设备,其中,所述减振部件形成为U形以覆盖所述状态测量部件的两侧。
113.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述状态测量部件至少包括被配置为检测所述物体的姿态的陀螺仪,并且所述物体的状态至少包括所述物体的姿态。
114.根据权利要求113所述的成像设备,其中,所述状态测量部件进一步包括被配置为检测所述物体的加速度的加速度计,并且其中,所述物体的状态包括物体的姿态和加速度。
115.根据权利要求114所述的成像设备,其中,由至少所述陀螺仪检测到的所述物体的姿态被由所述加速度计检测到的所述物体的加速度加以校正。
116.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述状态测量部件是惯性测量单元(IMU)。
117.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述基板是PCB。
118.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述电路板通过连接器和电连接到所述连接器的线缆而电连接到外部组件,所述连接器固定连接到所述电路板。
119.根据权利要求118所述的成像设备,其中,所述外部组件是电机。
120.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述电路板通过连接器和电连接到所述连接器的线缆而电连接到外部组件,所述连接器可释放地连接到所述电路板。
121.根据权利要求120所述的成像设备,其中,所述连接器由弹性部件固定地压紧到所述电路板。
122.根据权利要求120所述的成像设备,其中,所述连接器是插座。
123.根据权利要求120所述的成像设备,其中,所述线缆是柔性PCB。
124.根据权利要求99所述的成像设备,其中,所述对应致动器是允许所述负载绕着俯仰轴的运动的俯仰致动器,并且所述至少一个ESC单元是用于调节所述俯仰致动器的ESC单元。
125.根据权利要求124所述的成像设备,其中,用于俯仰轴的所述致动器是电机,所述电机的转子连接到支撑所述成像设备的平台,而所述电机的定子连接到所述成像设备。
126.一种集成电路,其包括:
用于状态测量的电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量物体的状态;以及
用于致动器控制的电路,其中,所述用于致动器控制的电路电连接到所述用于状态测量的电路和多个致动器之中的对应致动器,所述用于致动器控制的电路被配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动。
127.根据权利要求126所述的集成电路,其中,所述用于状态测量的电路包括被配置为检测所述物体的姿态的电路,并且所述物体的状态至少包括所述物体的姿态。
128.根据权利要求127所述的集成电路,其中,所述用于状态测量的电路进一步包括被配置为检测所述物体的加速度的电路,并且其中,所述物体的状态包括所述物体的姿态和加速度。
129.根据权利要求126所述的集成电路,其中,所述用于状态测量的电路是惯性测量单元(IMU)的电路。
130.根据权利要求129所述的集成电路,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
131.根据权利要求130所述的集成电路,其中,所述IMU控制器配置为基于所述物体的状态而产生电机控制指令,并且所述用于致动器控制的电路配置为根据所述电机控制指令来控制所述对应致动器的致动。
132.根据权利要求126所述的集成电路,其中,所述多个致动器被配置为允许增稳平台的多个框架构件相对于彼此运动。
133.根据权利要求126所述的集成电路,其中,所述致动器是电机。
134.一种制备集成电路的方法,所述方法包括:
提供用于状态测量的电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量物体的状态:以及
提供用于致动器控制的电路,其中,所述用于致动器控制的电路电连接到所述用于状态测量的电路和多个致动器之中的对应致动器,所述用于致动器控制的电路被配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动。
135.根据权利要求134所述的方法,其中,所述用于状态测量的电路包括被配置为检测所述物体的姿态的电路,并且所述物体的状态至少包括所述物体的姿态。
136.根据权利要求135所述的方法,其中,所述用于状态测量的电路进一步包括被配置为检测所述物体的加速度的电路,并且其中,所述物体的状态包括所述物体的姿态和加速度。
137.根据权利要求134所述的方法,其中,所述用于状态测量的电路是惯性测量单元(IMU)的电路。
138.根据权利要求137所述的方法,其中,所述IMU包括陀螺仪、加速度计和IMU控制器。
139.根据权利要求138所述的方法,其中,所述IMU控制器配置为基于所述物体的状态而产生电机控制指令,并且所述用于致动器控制的电路配置为根据所述电机控制指令来控制所述对应致动器的致动。
140.根据权利要求134所述的方法,其中,所述多个致动器被配置为允许增稳平台的多个框架构件相对于彼此运动。
141.根据权利要求134所述的方法,其中,所述致动器是电机。
142.一种成像设备,所述成像设备包括:
光学镜头,其用于收集物体的光束;
至少一个光学传感器,其光学耦合到所述光学镜头并生成所述物体的图像;以及
支撑集成电路的电路板,所述集成电路包括:
用于状态测量的电路,其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量所述物体的状态;以及
用于致动器控制的电路,其中,所述用于致动器控制的电路电连接到所述用于状态测量的电路和多个致动器之中的对应致动器,所述用于致动器控制的电路被配置为响应于所述物体的状态来控制所述对应致动器的致动,
其中,所述用于状态测量的电路被配置为测量所述成像设备的状态。
143.根据权利要求142所述的成像设备,其中,所述成像设备是光学相机。
144.根据权利要求142所述的成像设备,其中,所述对应致动器是允许所述负载绕着俯仰轴的运动的俯仰致动器,并且所述用于致动器控制的电路调节所述俯仰致动器。
145.根据权利要求144所述的成像设备,其中,用于俯仰轴的所述致动器是电机,所述电机的转子连接到支撑所述成像设备的平台,而所述电机的定子连接到所述成像设备。
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