CN109000612B - 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器 - Google Patents

设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN109000612B
CN109000612B CN201810628978.0A CN201810628978A CN109000612B CN 109000612 B CN109000612 B CN 109000612B CN 201810628978 A CN201810628978 A CN 201810628978A CN 109000612 B CN109000612 B CN 109000612B
Authority
CN
China
Prior art keywords
angle
gyroscope
zero offset
value
quaternion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810628978.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109000612A (zh
Inventor
徐运扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Autel Intelligent Aviation Technology Co Ltd
Original Assignee
Autel Robotics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Autel Robotics Co Ltd filed Critical Autel Robotics Co Ltd
Priority to CN201810628978.0A priority Critical patent/CN109000612B/zh
Publication of CN109000612A publication Critical patent/CN109000612A/zh
Priority to PCT/CN2019/091556 priority patent/WO2019242584A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109000612B publication Critical patent/CN109000612B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及飞行器技术领域，公开了一种设备的角度估算方法、装置、拍摄组件及飞行器。其中，该设备设置有陀螺仪和加速度计。该方法包括：获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度；获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定；根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。通过该设备的角度估算方法，可以提高估算设备的角度的准确性。

Description

设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器
技术领域
本发明实施例涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种设备的角度估算方法、设备的角度估算装置、摄像组件，及具有该摄像组件的飞行器。
背景技术
通常对于各种设备如飞行器的拍摄装置等的姿态控制来说，需要实时获取设备的姿态参数，如设备的角度。以飞行器中的无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)为例，在无人机进行拍摄的过程，用于搭载拍摄装置(相机、摄影机等)的云台必须实时准确测定拍摄装置的姿态参数，如拍摄装置的角度，否则会使拍摄装置的姿态控制发生偏差，导致拍摄的画面或拍摄视频倾斜，影响拍摄效果，从而影响用户的视觉体验。
目前，通常确定设备(如拍摄装置)的角度的方法为：通过设置于设备上的陀螺仪测量拍摄装置的角速度信息，利用角速度积分计算得到设备的角度。
在实现本发明过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：上述确定设备的角度的方法得到的设备的角度准确性低。具体的，通过陀螺仪进行测量时，会存在零偏值，当通过积分求取角度时，该零偏值也会被积分，导致不断增长的角度累积误差，严重影响计算精度，导致得到的设备的角度准确性低。
发明内容
本发明实施例提供一种设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器，可以提高估算设备的角度的准确性。
本发明实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种设备的角度估算方法，所述设备设置有陀螺仪和加速度计，所述方法包括：
获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度；
获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定；
根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；
根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；
根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。
在一些实施例中，所述加速度信息为重力测量值，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
在一些实施例中，所述获取所述设备的加速度信息，包括：
接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；
对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；
对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。
在一些实施例中，所述根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，包括：
根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；
根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。
在一些实施例中，根据角度四元数及所述重力测量值计算得到姿态误差的第一计算公式为：
exyz(t)＝qic(t)×axyz(t)
其中，qic(t)为角度四元数；axyz(t)为重力测量值；exyz(t)为姿态误差；×表示为叉乘运算。
在一些实施例中，根据所述姿态误差计算得到所述陀螺仪的零偏预估值的第二计算公式为：
δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)
其中，δ(t)为零偏预估值；exyz(t)为姿态误差；kp为预设的误差比例增益；ki为预设的误差积分增益。
在一些实施例中，预设的误差比例增益及预设的误差积分增益的表达式为：
Figure BDA0001699959540000031
其中，ξ为预设的阻尼比；ω为预设的截止频率。
在一些实施例中，所述角度为姿态角；
所述根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度，包括：
将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；
对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；
将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
第二方面，本发明实施例提供了一种设备的角度估算装置，所述设备设置有陀螺仪和加速度计，所述装置包括：
初始角速度获取模块，用于获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度；
加速度信息获取模块，用于获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定；
零偏预估值确定模块，用于根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；
角速度修正值确定模块，用于根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；
角度确定模块，用于根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。
在一些实施例中，所述加速度信息为重力测量值，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
在一些实施例中，所述加速度信息获取模块具体用于：
接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；
对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；
对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。
在一些实施例中，所述零偏预估值确定模块具体用于：
根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；
根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。
在一些实施例中，所述角度为姿态角；
所述角度确定模块具体用于：
将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；
对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；
将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
第三方面，本发明实施例提供了一种摄像组件，包括：
拍摄装置，所述拍摄装置上设置有陀螺仪和加速度计；
云台，所述拍摄装置搭载于所述云台上，所述云台包括：至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的设备的角度估算方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种飞行器，包括：机身；以及如上所述的摄像组件，安装于所述机身。
本发明实施例根据所述加速度信息对陀螺仪的零偏值进行估计，以得到陀螺仪的零偏预估值，以便基于该零偏预估值对陀螺仪的零偏值进行补偿，以修正陀螺仪测量的设备的初始角速度，再基于经过修正的角速度得到设备的角度，从而对通过积分求取角度引起的角度累积误差进行补偿，得到准确性更高的设备的角度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种设备的角度估算方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的陀螺仪零偏值估算的具体流程图；
图3是本发明实施例提供的设备的角度估算装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的摄像组件的示意图；
图5是图4中的云台硬件结构示意图；
图6是本发明实施例提供的飞行器的示意图。
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描述，显然，所描述的实施例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作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。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的设备的角度估算方法可用于确定各种设备的角度，如飞行器的拍摄装置等。其中，飞行器可以为：无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)、无人船等等。以UAV为例，UAV设置有云台及拍摄装置，UAV的云台可搭载拍摄装置，并安装于UAV的机身上，通过云台控制拍摄装置的拍摄角度，以进行航拍、录像等工作。
以下设备以UAV的拍摄装置为例进行具体描述。
UAV包括：机身及摄像组件。其中，摄像组件安装于机身上，摄像组件用于在UAV进行飞行的过程中获取航拍图像。
机身包括中心壳体以及与中心壳体连接的一个或多个机臂，一个或多个机臂呈辐射状从中心壳体延伸出。机臂与中心壳体的连接可以是一体连接或者固定连接。
摄像组件包括云台及拍摄装置。其中，拍摄装置搭载于所述云台上，拍摄装置可以为图像采集装置，用于采集图像，该拍摄装置包括但不限于：相机、摄影机、摄像头、扫描仪、拍照手机等。云台用于搭载拍摄装置，以实现拍摄装置的固定、或随意调节拍摄装置的姿态(例如，改变拍摄装置的高度、倾角和/或方向)以及使所述拍摄装置稳定保持在设定的姿态上。例如，当UAV进行航拍时，云台主要用于控制拍摄装置的拍摄角度，使所述拍摄装置稳定保持在设定的姿态上，防止拍摄装置拍摄画面抖动，保证拍摄画面的稳定。
拍摄装置上设置陀螺仪和加速度计等传感器，以便采集拍摄装置的姿态信息，如通过该陀螺仪测量拍摄装置的初始角速度等。
云台包括：基座、电机、控制器及电调。其中，电机安装于基座，控制器与电调连接，电调与电机电连接，电调用于控制电机。具体的，控制器用于执行上述设备的角度估算方法以得到设备的角度，也即拍摄装置的角度，根据拍摄装置的角度生成控制指令，并将该控制指令发送给电调，电调通过该控制指令控制电机，从而控制拍摄装置的拍摄角度。或者，控制器用于执行上述设备的角度估算方法以得到拍摄装置的角度，并将拍摄装置的角度发送至电调，电调根据拍摄装置的角度生成控制指令，并通过该控制指令控制电机，从而控制拍摄装置的拍摄角度。
需要说明的是，在一些实施例中，电调不是云台的必要部件，当云台不包括电调时，控制器直接与电机连接，通过控制指令控制电机。
基座与UAV的机身连接，用于将摄像组件固定安装于UAV的机身上。
电机分别与基座及拍摄装置连接。该云台可以为多轴云台，与之适应的，电机为多个，也即每个轴设置有一个电机。电机一方面可带动拍摄装置的转动，从而满足拍摄装置的水平旋转和俯仰角度的调节，通过手动远程控制电机旋转或利用程序让电机自动旋转，从而达到全方位扫描监控的作用；另一方面，在UAV进行航拍的过程中，通过电机的转动实时抵消拍摄装置受到的扰动，防止拍摄装置抖动，保证拍摄画面的稳定。
控制器用于执行上述设备的角度估算方法以得到设备的角度，也即拍摄装置的角度，并可基于拍摄装置的角度生成控制指令，并将该控制指令发送给电调，以便电调通过该控制指令控制电机。控制器为具有一定逻辑处理能力的器件，如控制芯片、单片机、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等。
电调，全称电子调速器，分别与控制器及电机连接，根据控制指令调节UAV的电机，以保证拍摄装置的拍摄画面的稳定。电调控制电机的原理大致为：电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元器件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度运行的。因此，电调可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
在控制拍摄装置的拍摄角度的过程中，通常需要实时获取拍摄装置的角度，为保证拍摄装置拍摄图像的稳定性提供必要依据。
而目前通常是基于陀螺仪所测量的数据来获取拍摄装置的角度，具体的，首先，陀螺仪设置于拍摄装置上，以测量得到拍摄装置的角速度，然后再利用角速度积分计算得到拍摄装置的角度。但是，由于通过陀螺仪进行测量时，会存在零偏值，当通过积分求取角度时，该零偏值也会被积分，导致不断增长的角度累积误差，严重影响计算精度，导致得到的设备的角度准确性低。误差大会使拍摄装置的姿态控制发生偏差，导致拍摄的画面或拍摄视频倾斜，影响拍摄效果，从而影响用户的视觉体验。其中，在角速度输入为零时陀螺仪的输出是一条复合白噪声信号缓慢变化的曲线，曲线的峰-峰值就是零偏值(drift)。
因此，基于上述问题，本发明实施例主要目的在于提供一种设备的角度方法、装置、云台、摄像组件及飞行器，可以提高计算设备的角度的准确性，如计算拍摄装置的角度的准确性，使得拍摄装置航拍图像保持稳定。其中，本发明的思路是：首先，在设备设置有陀螺仪和加速度计，通过陀螺仪获取得到设备的初始角速度，并通过加速度计获取得到设备的加速度信息；然后，根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；接着，根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；最后，根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。其中，零偏预估值是指基于加速度信息以对陀螺仪的零偏值进行估计而得到的估算值。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
实施例1：
图1为本发明实施例提供的一种设备的角度估算方法的流程示意图。其中，该设备的角度估算方法可用于估算各种设备的角度，如拍摄装置的角度，其中，该设备设置有陀螺仪和加速度计。该方法可由各种具有一定逻辑处理能力的控制器执行，如用于搭载拍摄装置的云台控制器等，以下控制器以云台控制器为例进行说明。所述云台控制器可以应用于飞行器上，例如，应用于无人机。
请参照图1，所述设备的角度估算方法包括：
101：获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度。
云台控制器获取设备的初始角速度具体包括：首先由设置于设备上的陀螺仪采集得到初始角速度，并将该初始角速度传输至云台控制器，以使云台控制器获取得到该初始角速度。其中，该设备可以为拍摄装置，云台用于搭载该拍摄装置，该拍摄装置可为相机、摄影机、摄像头、扫描仪、拍照手机等。
其中，该陀螺仪可以为三轴陀螺仪，以测量设备的初始角速度。该初始角速度可用向量
Figure BDA0001699959540000094
表示，该初始加速度
Figure BDA0001699959540000095
表示为t时刻设备相对于惯性系的角速度在设备坐标系下的坐标向量。其中，惯性系，又称惯性坐标系、惯性参照系、大地坐标系或世界坐标系，由于设备可安放在任意位置,在环境中选择一个基准坐标来描述设备的位置,并用它描述环境中任何物体的位置,该坐标系称为惯性系。
102：获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定。
其中，该加速度信息为重力测量值，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
云台控制器获取所述设备的加速度信息具体包括：接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。其中，对初始加速度进行滤波，以实现对加速度计所采集的初始加速度的去噪处理，得到三轴重力加速度ax′(t)、ay′(t)、az′(t)，然后再基于以下方式对所述三轴重力加速度ax′(t)、ay′(t)、az′(t)进行归一化处理，得到所述重力测量值axyz(t)＝[ax(t) ay(t) az(t)]：
Figure BDA0001699959540000091
Figure BDA0001699959540000092
Figure BDA0001699959540000093
由于是单位矢量到参考系的投影，因此把加速度计所采集的数据单位化，也即对所述三轴重力加速度进行归一化处理，以将经过滤波处理的三维向量转化单位向量。归一化处理改变的只是向量的长度也就是只改变相同的倍数，并不会改变其方向，以便后续计算。
103：根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值。
通过陀螺仪进行测量时，会存在零偏值，当通过陀螺仪采集到设备的初始角速度后，若直接利用角速度积分计算设备的角度，会导致零偏值也会被积分，从而形成不断增长的角度累积误差，严重影响计算精度，导致得到的设备的角度准确性低。因此，需要对陀螺仪的零偏值进行补偿，以提高计算设备的角度的准确性。
在各种因素中，由于温度对陀螺仪零偏值的影响是最主要的，因此目前通用的做法是对陀螺仪的零偏值进行恒温补偿，即在常见工作温度下，标定陀螺仪的零偏值，然后在算法中减去该偏移量，该方法需要在整个使用过程中对陀螺仪一直加热，使陀螺仪处的温度始终保持恒定。
温度补偿主要存在以下缺陷：第一、每个陀螺仪都要在出厂前做恒温标定，这增大了工序和工时成本；第二、增加了加热器这一硬件成本；第三、实际温度控制难以保持恒定，这样算法中补偿的零偏值很可能不符合实际而造成“过补偿”或者“欠补偿”，导致后续积分误差。
在本实施例中，通过加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，以对陀螺仪的零偏值进行补偿，避免上述恒温补偿的缺陷，降低成本的同时提高估算零偏值准确性，确保后续计算设备的角度准确性。陀螺仪积分得到的角度，短时间内精度高，但长时间精度差，存在累计误差；加速度计用于运动载体姿态估计时，测量误差不随时间累积，但短时间内的精度差；也就是说，陀螺仪具有高频特性好，低频特性差的特点，而加速度计的特性刚好与之相反；因此可以结合二者在频率特性上的优点，通过加速度信息可有效估算陀螺仪零偏值并予以补偿，以便获得准确性较高的设备的角度。
其中，云台控制器根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，包括：根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。
为了避免设备的角度求解过程中出现万向节锁现象，采用四元数描述设备的角度。其中，产生万向节锁现象的根本原因是，旋转矩阵是依次进行的，假设先围绕x轴旋转，再围绕y轴旋转，最后围绕z轴旋转，这就导致物体其实是围绕自己的坐标系的x轴旋转，而不是惯性系的x轴旋转。概括起来可以这么说，绕着物体坐标系中某一个轴，比如y轴的+(-)90度的某次旋转，使得这次旋转的前一次绕物体坐标系x轴的旋转和这次旋转的后一次绕物体坐标系z轴的旋转的两个旋转轴是一样(一样的意思是指在惯性系中，两次旋转轴是共轴的但方向相反),从而造成一个旋转自由度丢失，也就是万向节锁现象。使用三个量来表示三维空间的朝向的系统都会出现万向节锁现象这个问题，因此，通过四元数进行描述可以有效的避免万向节锁现象。
具体的，根据角度四元数及所述重力测量值计算得到姿态误差的第一计算公式为：
exyz(t)＝qic(t)×axyz(t)
其中，qic(t)为角度四元数；axyz(t)为重力测量值；exyz(t)为姿态误差；×表示为叉乘运算。该姿态误差exyz(t)反映角度四元数qic(t)与重力测量值axyz(t)之间的偏差。
基于姿态误差exyz(t)对预测环节得到的姿态进行校正，设由该姿态误差exyz(t)得到的修正值，该修正值用于修正初始角速度，该修正值也即零偏预估值δ(t)。具体的，根据所述姿态误差计算得到所述陀螺仪的零偏预估值的第二计算公式为：
δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)
其中，δ(t)为零偏预估值；exyz(t)为姿态误差；kp为预设的误差比例增益；ki为预设的误差积分增益。预设的误差比例增益kp是低通滤波器和高通滤波器的转接频率，根据加速度计和陀螺仪的输出的频率特性选取，预设的误差积分增益ki用于控制滤波器消除误差的收敛时间。
对于计算零偏预估值的第二计算公式中的ki·∫exyz(t)是指对姿态误差进行积分，以便将当前姿态分离出的重力分量与当前加速度计车辆的重力分量的差值进行积分消除误差。
其中，预设的误差比例增益及预设的误差积分增益的表达式为：
Figure BDA0001699959540000121
其中，ξ为预设的阻尼比；ω为预设的截止频率。截止频率ω较高时，依赖于加速度计；截止频率ω较低时，依赖于陀螺仪。通常设计ξ＝0.707，ω的选取不能太高也不能太低，太低会导致姿态收敛精度低，太高会导致加速度计中的高频噪声污染角度估计的结果。根据陀螺仪与加速度计的噪声特点，选取ω＝5rad/s，得到kp＝7.707，ki＝25。
104：根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值。
根据所述零偏预估值得到所述设备的角速度修正值的计算公式为：
Figure BDA0001699959540000122
其中，δ(t)为零偏预估值；
Figure BDA0001699959540000123
为初始角速度，
Figure BDA0001699959540000124
为角速度修正值。
105：根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。
其中，所述设备的角度可以为姿态角，也称欧拉角。云台控制器根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度，具体包括：将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
其中，角速度四元数
Figure BDA0001699959540000125
满足如下四元数微分方程：
Figure BDA0001699959540000131
其中，
Figure BDA0001699959540000132
为角速度四元数，也即角度四元数qic的导数；
Figure BDA0001699959540000133
为相对于当前t时刻的上一个采样周期的角度四元数qic的估计值；
Figure BDA0001699959540000134
为角速度修正值，于是t时刻的设备的角度四元数qic为：
Figure BDA0001699959540000135
其中，Δt是陀螺仪的采样时间间隔。
在本实施例中，在将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角之前，还包括，对所述角度四元数进行归一化处理，规范化该角度四元数，或称单位化该角度四元数。其中，对所述角度四元数进行归一化处理的作用包括：1、角度四元数用于表征旋转，因此该角度四元数需要是规范化的四元数，但由于在计算过程中，如由于误差的引入，使得计算的角度四元数的模不再等于1，角度四元数会失去规范化的特征，因此需要对角度四元数进行归一化处理；2、规划化四元数在空间旋转时是不会拉伸的，仅有旋转角度，类似于线性代数中的正交变换。
在本实施例中，通过加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，以对陀螺仪的零偏值进行补偿，避免上述恒温补偿的缺陷，降低成本的同时提高估算零偏值准确性，以便根据修正后的角速度修正值得到设备的角度，提高估算设备的角度准确性。
图2为本发明实施例提供的陀螺仪零偏值估算的具体流程图。下面结合图2，对通过加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，以对陀螺仪的零偏值进行补偿，从而提高估算设备的角度准确性进行具体说明。
由图2可得：
Figure BDA0001699959540000136
由于姿态误差exyz(t)反映角度四元数qic(t)与重力测量值axyz(t)之间的偏差，因此exyz(t)≈axyz(t)-qic(t)。也即式(1)化可为：
Figure BDA0001699959540000141
将式(2)在频域内取拉普拉斯变换，得到：
Figure BDA0001699959540000142
式(3)可化为：
Figure BDA0001699959540000143
其中：
Figure BDA0001699959540000144
是由陀螺仪所采集的初始角度积分得到的设备的角度。
令：
Figure BDA0001699959540000145
从而得到：
Figure BDA0001699959540000146
Figure BDA00016999595400001410
其中，G1(s)为低通滤波器；G2(s)为高通滤波器。
假设设备的角度四元数的真实值为Greal(s)，则：
axyz(s)＝Greal(s)+μH(s) (8)
Figure BDA0001699959540000147
其中，μH(s)和μL(s)分别是加速度计观测到的高频噪声以及陀螺仪计算得到的低频累积误差的拉普拉斯变换值。
将式(8)和式(9)代入式(4)中，得到：
Figure BDA0001699959540000148
其中，
Figure BDA0001699959540000149
对式(10)取拉普拉斯反变换得到：
L-1(qic(s))≈L-1(Greal(s)) (11)
即：
qic(t)≈Greal(t) (12)
通过上述描述，可以证明利用加速度信息可以有效的估算陀螺仪的零偏值，以修正陀螺仪测量的角速度，从而得到准确性更高的设备的角度四元数qic(t)，进而得到准确性更高的设备的角度。此时由加速度计所确定的axyz(t)将使得设备的角度四元数求解值qic(t)收敛至设备的角度四元数的真实值Greal(t)，此时|exyz(t)|＝|qic(t)×axyz(t)|≤ε，ε是收敛的精度值，此时陀螺仪的零偏预估值收敛于δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)。
其中，收敛的精度值ε满足：
Figure BDA0001699959540000151
收敛的精度值ε衡量了设备的角度四元数qic(t)与设备的角度四元数的真实值Greal(t)之间的接近程度。误差越小，说明陀螺仪的零偏值的估计与补偿的准确度越高，求解得到的qic(t)其精度也就越高。当kp＝7.707，ki＝25时，t时刻姿态估计的误差|exyz(t)|≤0.00136，即千分之1.36，达到了高精度的角度求解目标。
在本发明实施例中，根据所述加速度信息对陀螺仪的零偏值进行估计，以得到陀螺仪的零偏预估值，以便基于该零偏预估值对陀螺仪的零偏值进行补偿，以修正陀螺仪测量的设备的初始角速度，再基于经过修正的角速度得到设备的角度，从而对通过积分求取角度引起的角度累积误差进行补偿，得到准确性更高的设备的角度。
实施例2：
图3为本发明实施例提供的一种设备的角度估算装置示意图。其中，所述设备的角度估算装置30可用于估算各种设备的角度，如拍摄装置的角度，其中，该设备设置有陀螺仪和加速度计。该设备的角度估算装置30可配置于各种具有一定逻辑处理能力的控制器中，如用于搭载拍摄装置的云台控制器等。所述云台控制器可以应用于飞行器上，例如，应用于无人机。
请参照图3，所述设备的角度估算装置30包括：初始角速度获取模块301、加速度信息获取模块302、零偏预估值确定模块303、角速度修正值确定模块304以及角度确定模块305。
具体的，该初始角速度获取模块301用于获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度。
具体的，该加速度信息获取模块302用于获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定。其中，该加速度信息为重力测量值，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
加速度信息获取模块302具体用于：接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。其中，对初始加速度进行滤波，以实现对加速度计所采集的初始加速度的去噪处理，得到三轴重力加速度ax′(t)、ay′(t)、az′(t)，然后再基于以下方式对所述三轴重力加速度ax′(t)、ay′(t)、az′(t)进行归一化处理，得到所述重力测量值axyz(t)＝[ax(t) ay(t) az(t)]：
Figure BDA0001699959540000161
Figure BDA0001699959540000162
Figure BDA0001699959540000163
其中，归一化处理改变的只是向量的长度也就是只改变相同的倍数，并不会改变其方向，以便后续计算。
具体的，该零偏预估值确定模块303用于根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值。
由于通过陀螺仪进行测量时，会存在零偏值，当通过陀螺仪采集到设备的初始角速度后，若直接利用角速度积分计算设备的角度，会导致零偏值也会被积分，从而形成不断增长的角度累积误差，严重影响计算精度，导致得到的设备的角度准确性低。因此，需要对陀螺仪的零偏值进行补偿，以提高计算设备的角度的准确性。
目前通用的做法是对陀螺仪的零偏值进行恒温补偿，但温度补偿存在以下缺陷：第一、每个陀螺仪都要在出厂前做恒温标定，这增大了工序和工时成本；第二、增加了加热器这一硬件成本；第三、实际温度控制难以保持恒定，这样算法中补偿的零偏值很可能不符合实际而造成“过补偿”或者“欠补偿”，导致后续积分误差。
在本实施例中，零偏预估值确定模块303通过加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，以对陀螺仪的零偏值进行补偿，避免上述恒温补偿的缺陷，降低成本的同时提高估算零偏值准确性，确保后续计算设备的角度准确性。陀螺仪积分得到的角度，短时间内精度高，但长时间精度差，存在累计误差；加速度计用于运动载体姿态估计时，测量误差不随时间累积，但短时间内的精度差；也就是说，陀螺仪具有高频特性好，低频特性差的特点，而加速度计的特性刚好与之相反；因此可以结合二者在频率特性上的优点，通过加速度信息可有效估算陀螺仪零偏值并予以补偿，以便获得准确性较高的设备的角度。
其中，零偏预估值确定模块303具体用于：根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。其中，采用四元数描述设备的角度可避免设备的角度求解过程中出现万向节锁现象。
具体的，零偏预估值确定模块303根据角度四元数及所述重力测量值计算得到姿态误差的第一计算公式为：
exyz(t)＝qic(t)×axyz(t)
其中，qic(t)为角度四元数；axyz(t)为重力测量值；exyz(t)为姿态误差；×表示为叉乘运算。该姿态误差exyz(t)反映角度四元数qic(t)与重力测量值axyz(t)之间的偏差。
基于姿态误差exyz(t)对预测环节得到的姿态进行校正，设由该姿态误差exyz(t)得到的修正值，该修正值用于修正初始角速度，该修正值也即零偏预估值δ(t)。具体的，零偏预估值确定模块303根据所述姿态误差计算得到所述陀螺仪的零偏预估值的第二计算公式为：
δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)
其中，δ(t)为零偏预估值；exyz(t)为姿态误差；kp为预设的误差比例增益；ki为预设的误差积分增益。预设的误差比例增益kp是低通滤波器和高通滤波器的转接频率，根据加速度计和陀螺仪的输出的频率特性选取，预设的误差积分增益ki用于控制滤波器消除误差的收敛时间。
对于计算零偏预估值的第二计算公式中的ki·∫exyz(t)是指对姿态误差进行积分，以便将当前姿态分离出的重力分量与当前加速度计车辆的重力分量的差值进行积分消除误差。
其中，预设的误差比例增益及预设的误差积分增益的表达式为：
Figure BDA0001699959540000181
其中，ξ为预设的阻尼比；ω为预设的截止频率。截止频率ω较高时，依赖于加速度计；截止频率ω较低时，依赖于陀螺仪。通常设计ξ＝0.707，ω的选取不能太高也不能太低，太低会导致姿态收敛精度低，太高会导致加速度计中的高频噪声污染角度估计的结果。根据陀螺仪与加速度计的噪声特点，选取ω＝5rad/s，得到kp＝7.707，ki＝25。
具体的，该角速度修正值确定模块304用于根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值。
角速度修正值确定模块304根据所述零偏预估值得到所述设备的角速度修正值的计算公式为：
Figure BDA0001699959540000182
其中，δ(t)为零偏预估值；
Figure BDA0001699959540000183
为初始角速度，
Figure BDA0001699959540000184
为角速度修正值。
具体的，角度确定模块305用于根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度。
其中，所述设备的角度可以为姿态角，也称欧拉角。角度确定模块305具体用于：将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
其中，角速度四元数
Figure BDA0001699959540000191
满足如下四元数微分方程：
Figure BDA0001699959540000192
其中，
Figure BDA0001699959540000193
为角速度四元数，也即角度四元数qic的导数；
Figure BDA0001699959540000194
为相对于当前t时刻的上一个采样周期的角度四元数qic的估计值；
Figure BDA0001699959540000195
为角速度修正值，于是t时刻的设备的角度四元数qic为：
Figure BDA0001699959540000196
其中，Δt是陀螺仪的采样时间间隔。
进一步的，在一些实施例中，该设备的角度估算装置30还包括四元数归一化处理模块(图未示)。其中，该四元数归一化处理模块由于在角度确定模块305将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角之前，对所述角度四元数进行归一化处理，规范化该角度四元数，或称单位化该角度四元数。其中，对所述角度四元数进行归一化处理的作用包括：1、角度四元数用于表征旋转，因此该角度四元数需要是规范化的四元数，但由于在计算过程中，如由于误差的引入，使得计算的角度四元数的模不再等于1，角度四元数会失去规范化的特征，因此需要对角度四元数进行归一化处理；2、规划化四元数在空间旋转时是不会拉伸的，仅有旋转角度，类似于线性代数中的正交变换。
在本实施例中，通过加速度信息获取模块302获取加速度信息，零偏预估值确定模块303根据该加速度信息对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，以对陀螺仪的零偏值进行补偿，避免上述恒温补偿的缺陷，降低成本的同时提高估算零偏值准确性，以便角速度修正值确定模块305根据修正后的角速度修正值得到设备的角度，提高估算设备的角度准确性。
其中，由加速度计所确定的axyz(t)将使得设备的角度四元数求解值qic(t)收敛至设备的角度四元数的真实值Greal(t)，此时|exyz(t)|＝qic(t)×axyz(t)|≤ε，ε是收敛的精度值，此时陀螺仪的零偏预估值收敛于δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)。
其中，收敛的精度值ε满足：
Figure BDA0001699959540000201
收敛的精度值ε衡量了设备的角度四元数qic(t)与设备的角度四元数的真实值Greal(t)之间的接近程度。误差越小，说明陀螺仪的零偏值的估计与补偿的准确度越高，求解得到的qic(t)其精度也就越高。当kp＝7.707，ki＝25时，t时刻姿态估计的误差|exyz(t)|≤0.00136，即千分之1.36，达到了高精度的角度求解目标。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述设备的角度估算装置30可执行方法实施例所提供的设备的角度估算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在设备的角度估算装置30的实施例中详尽描述的技术细节，可参见方法实施例所提供的设备的角度估算方法。
实施例3：
图4为本发明实施例提供的一种摄像组件。其中，所述摄像组件400包括：拍摄装置41及云台40，所述拍摄装置41搭载于所述云台40上。所述拍摄装置41上设置有陀螺仪和加速度计。云台40为实现拍摄装置41的固定、或随意调节拍摄装置41的姿态(例如，改变拍摄装置的高度、倾角和/或方向)以及使所述拍摄装置41稳定保持在设定的姿态上。例如，当摄像组件41进行航拍时，云台40获取得到拍摄装41的角度，并基于该角度控制摄像组件41，以使所述拍摄装置41稳定保持在设定的姿态上，防止拍摄装置41拍摄画面倾斜，保证拍摄画面的稳定。
以下具体对云台进行描述：
如图5所示，所述云台40包括：一个或多个处理器401以及存储器402，图5中以一个处理器401为例。
处理器401和存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的设备的角度估算方法对应的程序指令/模块(例如，附图3所示的初始角速度获取模块301、加速度信息获取模块302、零偏预估值确定模块303、角速度修正值确定模块304以及角度确定模块305)。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行云台的各种功能应用以及数据处理，即实现所述方法实施例的设备的角度估算方法。
存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据云台使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至云台。所述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述一个或者多个处理器401执行时，执行所述方法实施例中的设备的角度估算方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤105，实现图3中的301-305模块的功能。
示例性地，该云台还可以包括通信接口，该通信接口用以实现与其它设备，如飞行器的飞行控制系统等，进行通信。云台包括的其他装置在此不予限定。
所述云台可执行方法实施例所提供的设备的角度估算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在云台实施例中详尽描述的技术细节，可参见方法实施例所提供的设备的角度估算方法。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上所述的设备的角度估算方法。例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤105，实现图3中的301-305模块的功能。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的设备的角度估算方法。例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤105，实现图3中的301-305模块的功能。
实施例4：
图6为本发明实施例提供的飞行器，所述飞行器600包括：机身61及如上所述的摄像组件400。摄像组件400安装于所述机身61，以进行航拍、录像等工作。
需要说明的是，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模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。
通过以上的实施例的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现所述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如所述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种设备的角度估算方法，所述设备设置有陀螺仪和加速度计，其特征在于，所述方法包括：
获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度；
获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定，所述加速度信息为重力测量值；
根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；
其中，所述根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，包括：根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；
根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；
根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度；
根据所述姿态误差计算得到所述陀螺仪的零偏预估值的第二计算公式为：
δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)
其中，δ(t)为零偏预估值；exyz(t)为姿态误差；kp为预设的误差比例增益；ki为预设的误差积分增益；
预设的误差比例增益及预设的误差积分增益的表达式为：
Figure FDA0002520398940000011
其中，ξ为预设的阻尼比；ω为预设的截止频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述设备的加速度信息，包括：
接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；
对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；
对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值，还包括：
根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据角度四元数及所述重力测量值计算得到姿态误差的第一计算公式为：
exyz(t)＝qic(t)×axyz(t)
其中，qic(t)为角度四元数；axyz(t)为重力测量值；exyz(t)为姿态误差；×表示为叉乘运算。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述角度为姿态角；
所述根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度，包括：
将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；
对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；
将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
7.一种设备的角度估算装置，所述设备设置有陀螺仪和加速度计，其特征在于，所述装置包括：
初始角速度获取模块，用于获取所述陀螺仪测量的所述设备的初始角速度；
加速度信息获取模块，用于获取所述设备的加速度信息，所述加速度信息由所述加速度计测量的初始加速度所确定，所述加速度信息为重力测量值；
零偏预估值确定模块，用于根据所述加速度信息，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以得到所述陀螺仪的零偏预估值；
所述零偏预估值确定模块，具体用于：根据角度四元数及所述重力测量值，计算得到姿态误差，所述角度四元数用于描述所述设备的角度；
角速度修正值确定模块，用于根据所述零偏预估值，对所述初始角速度进行修正，以得到所述设备的角速度修正值；
角度确定模块，用于根据所述角速度修正值，得到所述设备的角度；
所述零偏预估值确定模块，具体用于：
根据所述姿态误差计算得到所述陀螺仪的零偏预估值的第二计算公式为：
δ(t)＝kp·exyz(t)+ki·∫exyz(t)
其中，δ(t)为零偏预估值；exyz(t)为姿态误差；kp为预设的误差比例增益；ki为预设的误差积分增益；
预设的误差比例增益及预设的误差积分增益的表达式为：
Figure FDA0002520398940000031
其中，ξ为预设的阻尼比；ω为预设的截止频率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述重力测量值用于表示所述加速度计对重力方向的测量值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加速度信息获取模块具体用于：
接收通过所述加速度计测量得到的所述初始加速度；
对所述初始加速度进行滤波，得到三轴重力加速度；
对所述三轴重力加速度进行归一化处理，得到所述重力测量值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述零偏预估值确定模块具体还用于：
根据所述姿态误差，对所述陀螺仪的零偏值进行估计，以计算得到所述陀螺仪的零偏预估值。
11.根据权利要求7-10任一项所述的装置，其特征在于，所述角度为姿态角；
所述角度确定模块具体用于：
将所述角速度修正值作为预设的四元数微分方程的输入，得到角速度四元数；
对所述角速度四元数进行积分，得到角度四元数；
将所述角度四元数转换为所述设备的姿态角。
12.一种摄像组件，其特征在于，包括：
拍摄装置，所述拍摄装置上设置有陀螺仪和加速度计；
云台，所述拍摄装置搭载于所述云台上，所述云台包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6任一项所述的方法。
13.一种飞行器，其特征在于，包括：
机身；以及
权利要求12所述的摄像组件，安装于所述机身。
CN201810628978.0A 2018-06-19 2018-06-19 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器 Active CN109000612B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810628978.0A CN109000612B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器
PCT/CN2019/091556 WO2019242584A1 (zh) 2018-06-19 2019-06-17 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810628978.0A CN109000612B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109000612A CN109000612A (zh) 2018-12-14
CN109000612B true CN109000612B (zh) 2020-11-27

Family

ID=64600186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810628978.0A Active CN109000612B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109000612B (zh)
WO (1) WO2019242584A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109000612B (zh) * 2018-06-19 2020-11-27 深圳市道通智能航空技术有限公司 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器
CN109631947A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 一种移动终端的旋转修正方法、存储介质及移动终端
WO2020186406A1 (zh) * 2019-03-15 2020-09-24 深圳市大疆创新科技有限公司 传感器的安装角度自校正方法、传感器及移动设备
CN111928571A (zh) * 2019-05-13 2020-11-13 青岛海尔智能技术研发有限公司 冷藏设备中图像采集的系统、方法、装置及存储介质
CN112166396A (zh) * 2019-07-12 2021-01-01 深圳市大疆创新科技有限公司 云台及其控制方法、外置控制装置
CN112784656A (zh) * 2019-11-11 2021-05-11 北汽福田汽车股份有限公司 图像获取系统、方法、存储介质以及车辆
CN110879066A (zh) * 2019-12-26 2020-03-13 河北美泰电子科技有限公司 一种姿态解算算法、装置及车载惯性导航系统
CN113124859B (zh) * 2019-12-30 2023-03-21 北京极智嘉科技股份有限公司 机器人、角速度校正方法及计算机可读存储介质
CN111221420B (zh) * 2020-01-13 2021-07-30 深圳大学 一种基于智能手表的2d移动轨迹识别方法和系统
CN111372028B (zh) * 2020-02-13 2021-08-20 广州视源电子科技股份有限公司 画面旋转控制方法、装置、画面旋转控制终端及存储介质
CN111923040B (zh) * 2020-07-14 2022-01-11 浙江工业大学 一种集成陀螺仪的机械手末端空间姿态感知球及方法
CN112781535B (zh) * 2021-02-04 2022-07-12 浙江陀曼云计算有限公司 仪表盘的显示方法及装置
CN113063417A (zh) * 2021-03-12 2021-07-02 东莞市攀星智能运动科技有限公司 基于脚部姿态交互的控制方法
CN113568438A (zh) * 2021-07-02 2021-10-29 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种姿态角的恢复方法、装置及设备
CN113758515B (zh) * 2021-08-16 2023-04-07 深圳市睿联技术股份有限公司 零点校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
CN113992842B (zh) * 2021-10-08 2024-05-31 上海艾为电子技术股份有限公司 抖动角度、距离的检测方法和系统、电子设备、芯片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105910606A (zh) * 2016-06-20 2016-08-31 天津大学 一种基于角速度差值的方向修正方法
CN107368087A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 威海明达创新科技有限公司 微型四轴飞行器及其控制方法
CN107819416A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 瑞萨电子株式会社 控制装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100886340B1 (ko) * 2007-04-04 2009-03-03 삼성전자주식회사 이동 로봇의 자이로 센서를 캘리브레이션하는 장치 및 방법
CN103336506A (zh) * 2013-06-25 2013-10-02 中国商用飞机有限责任公司 飞机飞控系统角度测量装置
CN105509740A (zh) * 2015-12-31 2016-04-20 广州中海达卫星导航技术股份有限公司 一种农业机械车辆姿态测量方法及测量模块
CN105651242B (zh) * 2016-04-05 2018-08-24 清华大学深圳研究生院 一种基于互补卡尔曼滤波算法计算融合姿态角度的方法
CN106403945B (zh) * 2016-10-20 2019-06-11 北京航空航天大学 一种低成本的物体姿态监测系统及方法
CN106959110B (zh) * 2017-04-06 2020-08-11 亿航智能设备（广州）有限公司 一种云台姿态检测方法及装置
CN109000612B (zh) * 2018-06-19 2020-11-27 深圳市道通智能航空技术有限公司 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107368087A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 威海明达创新科技有限公司 微型四轴飞行器及其控制方法
CN105910606A (zh) * 2016-06-20 2016-08-31 天津大学 一种基于角速度差值的方向修正方法
CN107819416A (zh) * 2016-09-12 2018-03-20 瑞萨电子株式会社 控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019242584A1 (zh) 2019-12-26
CN109000612A (zh) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109000612B (zh) 设备的角度估算方法、装置、摄像组件及飞行器
WO2019223271A1 (zh) 飞行器偏航角修正方法、装置及飞行器
WO2019223270A1 (zh) 云台电机角度和角速度估算方法、装置、云台及飞行器
CN110440805B (zh) 一种偏航角的融合方法、装置及飞行器
CN110487277B (zh) 一种偏航角的融合方法、装置及飞行器
CN110377058B (zh) 一种飞行器的偏航角修正方法、装置及飞行器
WO2018120059A1 (zh) 用于云台的控制方法、控制系统、云台和无人飞行器
CN106200693B (zh) 土地调查小型无人机的云台实时控制系统及控制方法
CN203705964U (zh) 一种机载三自由度云台稳定闭环控制装置
CN105116926A (zh) 云台控制方法和装置
CN107807680B (zh) 一种云台漂移补偿方法
WO2021052334A1 (zh) 一种无人飞行器的返航方法、装置及无人飞行器
WO2018191964A1 (zh) 云台的控制方法以及云台
US11272105B2 (en) Image stabilization control method, photographing device and mobile platform
CN110873563B (zh) 一种云台姿态估计方法及装置
WO2020042159A1 (zh) 一种云台的转动控制方法、装置及控制设备、移动平台
CN111977006B (zh) 一种关节角的初始化方法、装置及飞行器
WO2020062089A1 (zh) 磁传感器校准方法以及可移动平台
CN114578841A (zh) 无人机及其云台控制方法
CN109725652B (zh) 用于无人机云台航向解算与控制的方法
JP4775296B2 (ja) 撮像空間安定化装置及び被写体追尾装置
CN117597532A (zh) 云台控制方法、装置、云台和存储介质
WO2020168519A1 (zh) 拍摄参数的调整方法、拍摄设备以及可移动平台
WO2019205152A1 (zh) 云台的控制方法和云台
WO2022198663A1 (zh) 负载增稳装置及其控制方法、可移动平台、负载装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 518055 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Street Xueyuan Road No. 1001 Chi Yuen Building 9 layer B1

Patentee after: Shenzhen daotong intelligent Aviation Technology Co.,Ltd.

Address before: 518055 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Xili Street Xueyuan Road No. 1001 Chi Yuen Building 9 layer B1

Patentee before: AUTEL ROBOTICS Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder