CN108700249B - 控制云台的方法、云台、控制系统和可移动设备 - Google Patents

控制云台的方法、云台、控制系统和可移动设备 Download PDF

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Abstract

一种控制云台(610)的方法、云台(610)、控制系统和可移动设备，云台(610)包括第一IMU(420)和第二IMU(430)，其中，第一IMU(420)与云台(610)的平移轴轴臂(101)固定连接，第二IMU(430)与云台(610)的俯仰轴轴臂(105)固定连接。方法包括：获取云台(610)的遥控器的控制信号；获取第一IMU(420)的测量数据和第二IMU(430)的测量数据；根据遥控器的控制信号，以及第一IMU(420)的测量数据和第二IMU(430)的测量数据，控制云台(610)的横滚轴在360度范围内进行旋转，能够使用遥控器控制云台(610)的横滚轴在360度范围内进行旋转。

Description

控制云台的方法、云台、控制系统和可移动设备
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
本发明涉及云台领域，并且更具体地，涉及一种控制云台的方法、云台、控制系统和可移动设备。
背景技术
云台通过三个轴的旋转，即，平移(yaw)轴、横滚(roll)轴和俯仰(pitch)轴的旋转，实现对摄像机的稳定支撑。
通常云台的Roll轴都有软件角度限位，一般为±30°左右，如果不加软件限位，让云台绕Roll轴旋转超过30°，例如达到45°以上，云台就会乱摆起来，导致摄像机无法继续拍摄。因此，目前的云台不具备遥控器控制Roll轴在360度范围内进行旋转的功能。
若想使用云台拍摄一些天旋地转的创意镜头，比如拍摄一场赛车追逐戏，摄影师希望能拍摄到各个角度的镜头，并且各个角度的镜头可以一镜到底，中间无中断等，或者，摄影师希望能拍摄一些天地转换过程的镜头，这需要使用遥控器控制云台的Roll轴在360度范围内进行旋转。因此，如何使用遥控器控制云台的Roll轴在360度范围内进行旋转成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种控制云台的方法、云台、控制系统和可移动设备，能够使用遥控器控制云台的Roll轴在360度范围内进行旋转。
第一方面，提供了一种控制云台的方法，所述云台包括第一惯性测量单元IMU和第二IMU，其中，所述第一IMU与所述云台的平移轴轴臂固定连接，所述第二IMU与所述云台的俯仰轴轴臂固定连接；所述方法包括：获取所述云台的遥控器的控制信号；获取所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据；根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
第二方面，提供了一种云台，包括：转轴机构，所述转轴机构包括：平移轴轴臂和平移轴电机，用于进行平移轴的旋转；横滚轴轴臂和横滚轴电机，用于进行横滚轴的旋转；俯仰轴轴臂和俯仰轴电机，用于进行俯仰轴的旋转；第一惯性测量单元IMU，与所述平移轴轴臂固定连接；第二IMU，与所述俯仰轴轴臂固定连接；控制器，用于获取所述云台的遥控器的控制信号；获取所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据；根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
第三方面，提供了一种控制系统，包括：存储器，用于存储计算机可执行指令；处理器，用于访问所述存储器，并执行所述计算机可执行指令，以进行上述第一方面的方法中的操作。
第四方面，提供了一种可移动设备，包括：上述第二方面的云台；或者，上述第三方面的控制系统。
第五方面，提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序代码，该程序代码可以用于指示执行上述第一方面的方法。
本发明实施例的技术方案，除了在云台的俯仰轴轴臂上固定连接IMU，还在云台的平移轴轴臂上固定连接IMU，这样，无论云台的横滚轴旋转到多大角度，都能够根据上述IMU的测量数据确定云台的各个轴的旋转角度，从而能够准确控制云台的旋转，因而能够使用遥控器控制云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
附图说明
图1是应用本发明实施例的技术方案的一种云台的示意图。
图2是本发明实施例的控制云台的方法的示意性流程图。
图3是本发明实施例的云台控制流程图。
图4是本发明实施例的云台的示意性框图。
图5是本发明实施例的控制系统的示意性框图。
图6是本发明实施例的可移动设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
应理解，本文中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。
还应理解，本发明实施例中的公式只是一种示例，而非限制本发明实施例的范围，各公式可以进行变形，这些变形也应属于本发明保护的范围。
还应理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，本说明书中描述的各种实施方式，既可以单独实施，也可以组合实施，本发明实施例对此并不限定。
需要说明的是，本发明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，本发明实施例所使用的所有技术和科学术语与本发明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。
本发明实施例的技术方案可以应用于各种云台，例如，手持云台，但本发明实施例对此并不限定。例如，云台也可以设置在可移动设备上。该可移动设备可以是无人机、无人驾驶船、自动驾驶车辆或机器人等，但本发明实施例对此并不限定。
图1是应用本发明实施例的技术方案的一种云台的示意图。
如图1所示，云台可以包括平移轴轴臂101、平移轴电机102，横滚轴轴臂103、横滚轴电机104、俯仰轴轴臂105和俯仰轴电机106。它们构成云台的转轴机构，其中，每个电机可由相应的电调控制，平移轴轴臂101和平移轴电机102构成平移轴转轴机构，用于进行平移轴的旋转；横滚轴轴臂103和横滚轴电机104构成横滚轴转轴机构，用于进行横滚轴的旋转；俯仰轴轴臂105和俯仰轴电机106构成俯仰轴转轴机构，用于进行俯仰轴的旋转。另外，云台还可以包括基座107和摄像机固定机构108。摄像机固定机构108用于固定摄像机109。在一些可能的设计中，云台还可以包括控制器(图1中未示出)，用于控制云台的姿态。该控制器可以设置于摄像机固定机构108内，也可以设置于云台的其他位置，本发明实施例对此并不限定。
在一些可能的设计中，摄像机固定机构108内设置有惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，IMU)，用于测量云台的姿态。控制器可以根据IMU的测量数据控制云台的旋转轴旋转，以达到目标姿态。然而，在横滚轴旋转达到45°以上时，仅通过摄像机固定机构108内的IMU的测量数据无法确定各个轴的旋转情况，因此，不能使用遥控器控制云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
鉴于此，在本发明实施例中，新增一个IMU，该IMU与云台的平移轴轴臂101固定连接，例如，可以设置于云台的横滚轴电调上。根据这两个IMU的测量数据可以确定云台的实际空间位置，从而可以实现使用遥控器控制云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。下面对本发明实施例的技术方案进行详细描述。
图2示出了本发明一个实施例的控制云台的方法200的示意性流程图。该方法200可以由云台执行，例如，可以由云台中的控制器或控制系统执行。
210，获取云台的遥控器的控制信号。
云台的遥控器给出控制信号，可以根据该控制信号确定云台的目标空间位置(即期望的空间位置)。可选地，可以先根据所述遥控器的控制信号，确定目标俯仰轴角速度、目标横滚轴角速度和目标平移轴角速度；再分别对所述目标俯仰轴角速度、所述目标横滚轴角速度和所述目标平移轴角速度进行积分，得到所述云台的目标空间位置。
在本发明实施例中，遥控器可以在360度的旋转范围内控制横滚轴。也就是说，在本发明实施例中，不需要对横滚轴旋转范围进行限制。
可选地，在本发明一个实施例中，云台可以提供横滚360度模式(Roll_360模式)，所述横滚360度模式表示所述遥控器能够控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。在这种情况下，可以先设置所述云台工作在横滚360度模式，再通过遥控器进行控制。
220，获取第一IMU的测量数据和第二IMU的测量数据。
在本发明实施例中，增加第一IMU。所述第一IMU与所述云台的平移轴轴臂固定连接。以图1所示云台为例，第一IMU与云台的平移轴轴臂101固定连接。例如，第一IMU可以设置于云台的横滚轴电调上，但本发明实施例对此并不限定。第二IMU与所述云台的俯仰轴轴臂固定连接。以图1所示云台为例，第二IMU与云台的俯仰轴轴臂105固定连接。例如，第二IMU可以设置于摄像机固定机构108内或者设置在摄像机109内，但本发明实施例对此并不限定。
可选地，所述第一IMU的测量数据可以包括所述云台的平移轴角速度，所述第二IMU的测量数据可以包括所述云台的俯仰轴角速度和横滚轴角速度。也就是说，可以通过第一IMU获取所述云台的平移轴角速度，通过第二IMU获取所述云台的俯仰轴角速度和横滚轴角速度。
可选地，第一IMU可以包括陀螺仪，通过陀螺仪获取平移轴角速度。第一IMU也可以包括其他测量单元，本发明实施例对此并不限定。
可选地，第二IMU可以包括陀螺仪，通过陀螺仪获取俯仰轴角速度和横滚轴角速度。第二IMU也可以包括其他测量单元，本发明实施例对此并不限定。
通过第一IMU和第二IMU，可以得到云台的俯仰轴角速度、横滚轴角速度和平移轴角速度，根据各个角速度，可以得到云台的空间位置。
230，根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
在本发明实施例中，根据新增的第一IMU的测量数据，以及第二IMU的测量数据，可以得到各个轴的旋转角度。这样，无论横滚轴旋转多大角度，都可以确定每个轴的旋转角度，从而可以实现使用遥控器控制云台的横滚轴进行任意角度的旋转。
可选地，在本发明一个实施例中，可以根据所述遥控器的控制信号，确定所述云台的目标空间位置；根据所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，确定所述云台的实际空间位置；根据所述目标空间位置和所述实际空间位置，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
可选地，在本发明一个实施例中，可以根据所述俯仰轴角速度、所述横滚轴角速度和所述平移轴角速度，确定所述云台的实际空间位置。
可选地，在本发明一个实施例中，可以分别对俯仰轴角速度、横滚轴角速度和平移轴角速度进行积分，得到各个轴的旋转角度，从而确定云台的实际空间位置。
可选地，在本发明另一个实施例中，在对各个角速度进行积分前，可以先对各个角速度进行校准，然后再进行积分。
具体而言，IMU的输出数据可能会存在漂移，在这种情况下，需要先对IMU获取的各个角速度进行校准，然后再进行积分。例如，可以根据平移轴的漂移值对所述平移轴角速度进行校准，得到平移轴校准角速度；根据俯仰轴的漂移值对所述俯仰轴角速度进行校准，得到俯仰轴校准角速度；根据横滚轴的漂移值对所述横滚轴角速度进行校准，得到横滚轴校准角速度；再分别对所述俯仰轴校准角速度、所述横滚轴校准角速度和所述平移轴校准角速度进行积分，得到所述云台的实际空间位置。
可选地，还可以根据特定轴的电机角度测量单元获取的所述特定轴的关节角度，对所述特定轴的漂移值进行修正，其中，所述特定轴为所述云台的平移轴、俯仰轴或横滚轴。
具体而言，特定轴的漂移值(bias)也可以随着时间的变化而发生变化，在这种情况下，还需要对漂移值进行修正。对特定轴的漂移值的修正可以利用相应电机角度测量单元的测量数据。电机角度测量单元(例如霍尔器件等)，可以测量相应轴的关节角度，以电机角度测量单元的数据为基准，可以对上述漂移值进行修正。
可选地，可以根据所述特定轴的电机角度测量单元当前测得的所述特定轴的关节角度与上一次测得的所述特定轴的关节角度，以及测量频率，确定所述特定轴的参考角速度；根据所述特定轴的参考角速度和所述特定轴的校准角速度，确定所述特定轴的漂移值修正量；根据所述特定轴的漂移值修正量对所述特定轴的漂移值进行修正。
例如，可以根据以下公式确定特定轴的漂移值修正量omega_bias+，
omega_calibrate＝omega_raw–omega_bias；
omega_refrence＝(joint_angle-joint_angle_last)*freq；
omega_bias+＝(omega_refrence-Omega_calibrate)*bias_calibrate_coefficient。
其中，omega_raw表示IMU测得的原始角速度，omega_bias表示漂移值，omega_calibrate表示校准角速度，omega_refrence表示参考角速度，joint_angle表示电机角度测量单元当前测得的关节角度，joint_angle_last表示电机角度测量单元上一次测得的关节角度，freq表示电机角度测量单元的测量频率，bias_calibrate_coefficient表示漂移值修正系数。
漂移值修正量omega_bias+可以用于修正漂移值omega_bias。也就是说，omega_bias为(omega_refrence-Omega_calibrate)*bias_calibrate_coefficient的实时积分。修正后的漂移值omega_bias可用于下一次校准，即确定下一次的校准角速度omega_calibrate。
根据由遥控器的控制信号得到的目标空间位置和由IMU的测量数据得到的实际空间位置，可以控制云台的各个轴在360度范围内进行旋转，以使云台的实际空间位置到达目标空间位置。
具体地，可以根据所述目标空间位置和所述实际空间位置的差别，确定电机控制信号；根据所述电机控制信号，控制所述云台的平移轴电机、俯仰轴电机和横滚轴电机，以使所述云台的平移轴、俯仰轴和横滚轴在360度范围内进行旋转，使得所述云台的空间位置向所述目标空间位置变化。
由目标空间位置和实际空间位置的差别，可以得到各个轴需要旋转的角度，从而生成电机控制信号，控制各个轴的电机，使各个轴向目标空间位置旋转。
可选地，控制信号的生成还可以进一步结合目标角速度和实际角速度的差别而实现。例如，由目标空间位置和实际空间位置的差别得到各个轴的目标角速度，再由目标角速度和实际角速度的差别生成各个轴的电机控制信号。
图3示出了本发明一个实施例的云台控制流程图。应理解，图3仅仅是一种示例，不应理解为对本发明实施例的限定。
如图3所示，IMU(例如，上述第一IMU和第二IMU)测得的角速度减去漂移值得到校准角速度(实际角速度)；对校准角速度积分后得到云台的实际空间位置；另一方面，由遥控器的控制信号可得到云台的目标空间位置；根据目标空间位置和实际空间位置的差别输出目标角速度；在根据目标角速度和实际角速度的差别输出电机控制信号(目标电流)；电调根据电机控制信号控制电机，使云台的旋转轴在360度范围内进行旋转，以使云台达到目标空间位置。
本发明实施例的技术方案，除了在云台的俯仰轴轴臂上固定连接IMU，还在云台的平移轴轴臂上固定连接IMU，这样，无论云台的横滚轴旋转到多大角度，都能够根据上述IMU的测量数据确定云台的各个轴的旋转角度，从而能够准确控制云台的旋转，因而能够使用遥控器控制云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
上文详细描述了本发明实施例的控制云台的方法，下面将描述本发明实施例的云台、控制系统和可移动设备。应理解，本发明实施例的云台、控制系统和可移动设备可以执行前述本发明实施例的各种方法，即以下各种产品的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程。
图4示出了本发明实施例的云台400的示意性框图。
应理解，图4中的云台400具体可以采用图1所示的云台的结构，也可以采用其他的结构，本发明实施例对此并不限定。
如图4所示，云台400包括：转轴机构410，第一IMU 420，第二IMU430和控制器440。
转轴机构410可以包括：平移轴轴臂和平移轴电机，用于进行平移轴的旋转；横滚轴轴臂和横滚轴电机，用于进行横滚轴的旋转；俯仰轴轴臂和俯仰轴电机，用于进行俯仰轴的旋转。
第一IMU 420与所述平移轴轴臂固定连接。
第二IMU430与所述俯仰轴轴臂固定连接。
控制器440用于获取所述云台的遥控器的控制信号；获取所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据；根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
本发明实施例的云台，除了在俯仰轴轴臂上固定连接IMU，还在平移轴轴臂上固定连接IMU，这样，无论云台的横滚轴旋转到多大角度，都能够根据上述IMU的测量数据确定云台的各个轴的旋转角度，从而能够准确控制云台的旋转，因而能够使用遥控器控制云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440具体用于：根据所述遥控器的控制信号，确定所述云台的目标空间位置；根据所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，确定所述云台的实际空间位置；以及，根据所述目标空间位置和所述实际空间位置，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转
可选地，在本发明一个实施例中，所述第一IMU的测量数据包括所述云台的平移轴角速度，所述第二IMU的测量数据包括所述云台的俯仰轴角速度和横滚轴角速度；所述控制器440具体用于：根据所述俯仰轴角速度、所述横滚轴角速度和所述平移轴角速度，确定所述云台的实际空间位置。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440具体用于：
根据平移轴的漂移值对所述平移轴角速度进行校准，得到平移轴校准角速度；
根据俯仰轴的漂移值对所述俯仰轴角速度进行校准，得到俯仰轴校准角速度；
根据横滚轴的漂移值对所述横滚轴角速度进行校准，得到横滚轴校准角速度；
分别对所述俯仰轴校准角速度、所述横滚轴校准角速度和所述平移轴校准角速度进行积分，得到所述云台的实际空间位置。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440还用于：
根据特定轴的电机角度测量单元获取的所述特定轴的关节角度，对所述特定轴的漂移值进行修正，其中，所述特定轴为所述云台的平移轴、俯仰轴或横滚轴。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440具体用于：
根据所述特定轴的电机角度测量单元当前测得的所述特定轴的关节角度与上一次测得的所述特定轴的关节角度，以及测量频率，确定所述特定轴的参考角速度；
根据所述特定轴的参考角速度和所述特定轴的校准角速度，确定所述特定轴的漂移值修正量；
根据所述特定轴的漂移值修正量对所述特定轴的漂移值进行修正。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440还用于：
设置所述云台工作在横滚360度模式，所述横滚360度模式表示所述遥控器能够控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440具体用于：
根据所述遥控器的控制信号，确定目标俯仰轴角速度、目标横滚轴角速度和目标平移轴角速度
分别对所述目标俯仰轴角速度、所述目标横滚轴角速度和所述目标平移轴角速度进行积分，得到所述云台的目标空间位置。
可选地，在本发明一个实施例中，所述控制器440具体用于：
根据所述目标空间位置和所述实际空间位置的差别，确定电机控制信号；
根据所述电机控制信号，控制所述平移轴电机、所述俯仰轴电机和所述横滚轴电机，以使所述云台的平移轴、俯仰轴和横滚轴在360度范围内进行旋转，使得所述云台的空间位置向所述目标空间位置变化。
可选地，在本发明一个实施例中，所述第一IMU 420设置于所述云台的横滚轴电调上，所述第二IMU 430设置于所述云台的相机固定机构内。
可选地，在本发明一个实施例中，所述第一IMU 420和所述第二IMU430均包括陀螺仪。
应理解，本发明实施例对控制器440的具体实现形式不做限定。另外，控制器440也可以成为处理器、芯片或主板等，本发明实施例对此也不限定。
图5示出了本发明一个实施例的控制系统500的示意性框图。
如图5所示，该控制系统500可以包括处理器510和存储器520。
应理解，控制系统500中还可以包括其他计算机系统中通常所包括的部件，例如，通信接口等，本发明实施例对此并不限定。
存储器520用于存储计算机可执行指令。
存储器520可以是各种种类的存储器，例如可以包括高速随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，还可以包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器，本发明实施例对此并不限定。
处理器510用于访问该存储器520，并执行该计算机可执行指令，以进行上述本发明各种实施例的方法中的操作。
处理器510可以包括微处理器，现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)，中央处理器(Central Processing unit，CPU)，图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)等，本发明实施例对此并不限定。
本发明实施例还提供了一种可移动设备，该可移动设备可以包括上述本发明各种实施例的云台或者控制系统。
图6是本发明一个实施例的可移动设备600的示意图。如图6所示，可移动设备600包括云台610和相机620。相机620可以通过云台610连接到可移动设备600上。
以无人机为例，无人机还可以包括动力系统630、传感系统640和通信系统650和图像处理设备660。应理解，图6中将可移动设备描述为无人机仅仅是为了描述方面。
动力系统630可以包括电子调速器(简称为电调)、一个或多个螺旋桨以及与一个或多个螺旋桨相对应的一个或多个电机。电机和螺旋桨设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速和/或转向。电机用于驱动螺旋桨旋转，从而为无人机的飞行提供动力，该动力使得无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括横滚轴、平移轴和俯仰轴。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
传感系统640用于测量无人机的姿态信息，即无人机在空间的位置信息和状态信息，例如，三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、惯性测量单元、视觉传感器、全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)和气压计等传感器中的至少一种。飞行控制器用于控制无人机的飞行，例如，可以根据传感系统测量的姿态信息控制无人机的飞行。应理解，飞行控制器可以按照预先编好的程序指令对无人机进行控制，也可以通过响应来自操纵设备的一个或多个控制指令对无人机进行控制。
通信系统650能够与一个具有通信系统670的终端设备680通过无线信号690进行通信。通信系统650和通信系统670可以包括多个用于无线通信的发射机、接收机和/或收发机。这里的无线通信可以是单向通信，例如，只能是无人机向终端设备680发送数据。或者无线通信可以是双向通信，数据即可以从无人机发送给终端设备680，也可以由终端设备680发送给无人机。
可选地，终端设备680能够提供针对于一个或多个无人机、云台610和相机620的控制数据，并能接收无人机、云台610和相机620发送的信息。终端设备680提供的控制数据能够用于控制一个或多个无人机、云台610和相机620的状态。可选地，云台610和相机620中包括用于与终端设备680进行通信的通信模块。
图6所示出的可移动设备包括的云台610可以参照前述各种实施例的描述，为了简洁，在此不再赘述。
应理解，上述对于可移动设备600的各组成部件的划分和命名仅仅是示例性的，并不应理解为对本发明实施例的限制。
还应理解，可移动设备600还可以包括图6中未示出的其他部件，本发明实施例对此并不限定。
本发明实施例的云台、控制系统和可移动设备可对应于本发明实施例的控制云台的方法的执行主体，并且云台、控制系统和可移动设备中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现前述各个方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序代码，该程序代码可以用于指示执行上述本发明实施例的控制云台的方法。
应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
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单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种控制云台的方法，其特征在于，所述云台包括第一惯性测量单元IMU和第二IMU，其中，所述第一IMU与所述云台的平移轴轴臂固定连接，所述第二IMU与所述云台的俯仰轴轴臂固定连接；
所述方法包括：
获取所述云台的遥控器的控制信号；
获取所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据；
根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转；
在所述获取所述云台的遥控器的控制信号之前，所述方法还包括：
设置所述云台工作在横滚360度模式，所述横滚360度模式表示所述遥控器能够控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转，包括：
根据所述遥控器的控制信号，确定所述云台的目标空间位置；
根据所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，确定所述云台的实际空间位置；
根据所述目标空间位置和所述实际空间位置，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一IMU的测量数据包括所述云台的平移轴角速度，所述第二IMU的测量数据包括所述云台的俯仰轴角速度和横滚轴角速度；
所述根据所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，确定所述云台的实际空间位置，包括：
根据所述俯仰轴角速度、所述横滚轴角速度和所述平移轴角速度，确定所述云台的实际空间位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述俯仰轴角速度、所述横滚轴角速度和所述平移轴角速度，确定所述云台的实际空间位置，包括：
根据平移轴的漂移值对所述平移轴角速度进行校准，得到平移轴校准角速度；
根据俯仰轴的漂移值对所述俯仰轴角速度进行校准，得到俯仰轴校准角速度；
根据横滚轴的漂移值对所述横滚轴角速度进行校准，得到横滚轴校准角速度；
分别对所述俯仰轴校准角速度、所述横滚轴校准角速度和所述平移轴校准角速度进行积分，得到所述云台的实际空间位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据特定轴的电机角度测量单元获取的所述特定轴的关节角度，对所述特定轴的漂移值进行修正，其中，所述特定轴为所述云台的平移轴、俯仰轴或横滚轴。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述特定轴的漂移值进行修正，包括：
根据所述特定轴的电机角度测量单元当前测得的所述特定轴的关节角度与上一次测得的所述特定轴的关节角度，以及测量频率，确定所述特定轴的参考角速度；
根据所述特定轴的参考角速度和所述特定轴的校准角速度，确定所述特定轴的漂移值修正量；
根据所述特定轴的漂移值修正量对所述特定轴的漂移值进行修正。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述遥控器的控制信号，确定所述云台的目标空间位置，包括：
根据所述遥控器的控制信号，确定目标俯仰轴角速度、目标横滚轴角速度和目标平移轴角速度；
分别对所述目标俯仰轴角速度、所述目标横滚轴角速度和所述目标平移轴角速度进行积分，得到所述云台的目标空间位置。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标空间位置和所述实际空间位置，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转，包括：
根据所述目标空间位置和所述实际空间位置的差别，确定电机控制信号；
根据所述电机控制信号，控制所述云台的平移轴电机、俯仰轴电机和横滚轴电机，以使所述云台的平移轴、俯仰轴和横滚轴在360度范围内进行旋转，使得所述云台的空间位置向所述目标空间位置变化。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一IMU设置于所述云台的横滚轴电调上，所述第二IMU设置于所述云台的相机固定机构内。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一IMU和所述第二IMU均包括陀螺仪。
11.一种云台，其特征在于，包括：
转轴机构，所述转轴机构包括：平移轴轴臂和平移轴电机，用于进行平移轴的旋转；横滚轴轴臂和横滚轴电机，用于进行横滚轴的旋转；俯仰轴轴臂和俯仰轴电机，用于进行俯仰轴的旋转；
第一惯性测量单元IMU，与所述平移轴轴臂固定连接；
第二IMU，与所述俯仰轴轴臂固定连接；
控制器，用于获取所述云台的遥控器的控制信号；获取所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据；根据所述遥控器的控制信号，以及所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转；
所述控制器还用于：设置所述云台工作在横滚360度模式，所述横滚360度模式表示所述遥控器能够控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
12.根据权利要求11所述的云台，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述遥控器的控制信号，确定所述云台的目标空间位置；根据所述第一IMU的测量数据和所述第二IMU的测量数据，确定所述云台的实际空间位置；以及，根据所述目标空间位置和所述实际空间位置，控制所述云台的横滚轴在360度范围内进行旋转。
13.根据权利要求12所述的云台，其特征在于，所述第一IMU的测量数据包括所述云台的平移轴角速度，所述第二IMU的测量数据包括所述云台的俯仰轴角速度和横滚轴角速度；
所述控制器具体用于：根据所述俯仰轴角速度、所述横滚轴角速度和所述平移轴角速度，确定所述云台的实际空间位置。
14.根据权利要求13所述的云台，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据平移轴的漂移值对所述平移轴角速度进行校准，得到平移轴校准角速度；
根据俯仰轴的漂移值对所述俯仰轴角速度进行校准，得到俯仰轴校准角速度；
根据横滚轴的漂移值对所述横滚轴角速度进行校准，得到横滚轴校准角速度；
分别对所述俯仰轴校准角速度、所述横滚轴校准角速度和所述平移轴校准角速度进行积分，得到所述云台的实际空间位置。
15.根据权利要求14所述的云台，其特征在于，所述控制器还用于：
根据特定轴的电机角度测量单元获取的所述特定轴的关节角度，对所述特定轴的漂移值进行修正，其中，所述特定轴为所述云台的平移轴、俯仰轴或横滚轴。
16.根据权利要求15所述的云台，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述特定轴的电机角度测量单元当前测得的所述特定轴的关节角度与上一次测得的所述特定轴的关节角度，以及测量频率，确定所述特定轴的参考角速度；
根据所述特定轴的参考角速度和所述特定轴的校准角速度，确定所述特定轴的漂移值修正量；
根据所述特定轴的漂移值修正量对所述特定轴的漂移值进行修正。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的云台，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述遥控器的控制信号，确定目标俯仰轴角速度、目标横滚轴角速度和目标平移轴角速度
分别对所述目标俯仰轴角速度、所述目标横滚轴角速度和所述目标平移轴角速度进行积分，得到所述云台的目标空间位置。
18.根据权利要求12至16中任一项所述的云台，其特征在于，所述控制器具体用于：
根据所述目标空间位置和所述实际空间位置的差别，确定电机控制信号；
根据所述电机控制信号，控制所述平移轴电机、所述俯仰轴电机和所述横滚轴电机，以使所述云台的平移轴、俯仰轴和横滚轴在360度范围内进行旋转，使得所述云台的空间位置向所述目标空间位置变化。
19.根据权利要求11至16中任一项所述的云台，其特征在于，所述第一IMU设置于所述云台的横滚轴电调上，所述第二IMU设置于所述云台的相机固定机构内。
20.根据权利要求11至16中任一项所述的云台，其特征在于，所述第一IMU和所述第二IMU均包括陀螺仪。
21.一种控制系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；
处理器，用于访问所述存储器，并执行所述计算机可执行指令，以进行根据权利要求1至10中任一项所述的方法中的操作。
22.一种可移动设备，其特征在于，包括：
根据权利要求11至20中任一项所述的云台；或者，
根据权利要求21所述的控制系统。
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