CN109196266B - 云台的控制方法、云台控制器及云台 - Google Patents

云台的控制方法、云台控制器及云台 Download PDF

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Abstract

一种云台(20)的控制方法、云台控制器(140)及云台(20)，当云台基座(24)以云台基座(24)的俯仰轴为转动轴线进行转动时，通过获取云台基座(24)的偏航姿态，确定云台(20)的目标偏航姿态，并根据确定出的云台(20)的目标偏航姿态，控制云台(20)的实际偏航姿态，使得云台(20)的实际偏航姿态跟随云台基座(24)的偏航姿态而变化，避免云台(20)在高低机位切换的过程中疯转，使得摄像机(14)能够拍摄出稳定的由高到低或由低到高的镜头。

Description

云台的控制方法、云台控制器及云台
技术领域
本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种云台的控制方法、云台控制器及云台。
背景技术
斯坦尼康作为摄像机稳定器搭载上摄像机后通过重力进行自平衡增稳，在摄影师的精准控制下，可以拍摄出顺滑的视频。斯坦尼康的优势在于对摄影师手上的控制响应较快，特别是偏航方向上的响应，能做到完全同步。斯坦尼康的缺点在于增稳能力有限，设备本身依靠重力增稳，抗扰动能力差，增稳能力跟设备调试的精准度和摄影师的操作关系很大；另外，斯坦尼康在横滚方向上很难控制，画面容易歪斜。
手持云台具备电子增稳能力，利用IMU检测出摄像机的姿态，再根据摄像机的目标姿态与实际姿态计算出抖动量，利用电机进行反馈补偿，将计算出来的抖动量消除，达到电控增稳效果。手持云台的优势在于增稳能力强，对微小抖动都能补偿掉，抗外界扰动能力强，增稳能力跟设备调试的精准度和摄影师的操作关系不大，手持云台的横滚方向上容易控制，画面不容易歪斜。手持云台的缺点是响应速度慢、依靠电机进行转动跟随的精准度不高。
可见斯坦尼康和手持云台的优缺点互补，如果将手持云台安装在斯坦尼康上，手持云台搭载有摄像机，将会对影视摄影带来极大便利。但是，斯坦尼康和手持云台在实际结合过程中会发现，当斯坦尼康进行高低机位切换的时候，云台会疯转，导致摄像机无法拍摄出稳定的由高到低或由低到高的镜头。
发明内容
本发明实施例提供一种云台的控制方法、云台控制器及云台，以避免斯坦尼康进行高低机位切换时云台疯转。
本发明实施例的第一方面是提供一种云台的控制方法，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的，所述方法包括：
当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态；
根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态；
根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态。
本发明实施例的第二方面是提供一种云台控制器，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序代码；
所述处理器，调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：
当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态；
根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态；
根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态；
其中，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的。
本发明实施例的第三方面是提供一种云台，包括：
偏航轴臂、俯仰轴臂、横滚轴臂、云台基座、偏航轴的驱动电机、俯仰轴的驱动电机、横滚轴的驱动电机、及第二方面所述的云台控制器；
其中，所述云台基座与偏航轴臂固定连接。
本实施例提供的云台的控制方法、云台控制器及云台，当云台基座以云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动时，通过获取云台基座的偏航姿态，确定云台的目标偏航姿态，并根据确定出的云台的目标偏航姿态，控制云台的实际偏航姿态，使得云台的实际偏航姿态跟随云台基座的偏航姿态而变化，避免云台在高低机位切换的过程中疯转，在云台基座与斯坦尼康的平衡组件固定连接的前提下，可以保证摄像机的拍摄方向指向平衡组件指示的方向，克服云台疯转使得摄像机的拍摄方向歪掉的问题，使得摄像机能够拍摄出稳定的由高到低或由低到高的镜头。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的斯坦尼康的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的云台的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图4为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图5为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图6为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图7为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图9为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图10为本发明实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图；
图11为本发明实施例提供的云台的工作原理的示意图；
图12为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图；
图13为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图；
图14为本发明实施例提供的云台控制器的结构图。
附图标记：
11-辅助背心 12-平衡组件 13-减振臂
14-摄像机 20-云台 21-俯仰轴电机
22-横滚轴电机 23-偏航轴电机 24-云台基座
25-偏航轴轴臂 26-摄像机固定机构 27-俯仰轴轴臂
28-横滚轴轴臂 29-摄像机 31-手持云台的俯仰轴电机
32-手持云台的横滚轴电机 33-手持云台的偏航轴电机
34-云台基座 35-手持云台的偏航轴轴臂
36-摄像机固定机构 37-手持云台的俯仰轴轴臂
38-手持云台的横滚轴轴臂 39-摄像机
40-斯坦尼康的平衡组件 41-箭头
140-云台控制器 141-处理器 142-存储器
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
斯坦尼康作为摄像机稳定器搭载上摄像机后通过重力进行自平衡增稳，在摄影师的精准控制下，可以拍摄出顺滑的视频。如图1所示，斯坦尼康包括辅助背心11、平衡组件12、减振臂13，平衡组件12上搭载有摄像机14。斯坦尼康的优势在于对摄影师手上的控制响应较快，特别是偏航方向上的响应，能做到完全同步。斯坦尼康的缺点在于增稳能力有限，设备本身依靠重力增稳，抗扰动能力差，增稳能力跟设备调试的精准度和摄影师的操作关系很大；另外，斯坦尼康的横滚方向上很难控制，画面容易歪斜。
手持云台具备电子增稳能力，利用IMU检测出摄像机的姿态，再根据摄像机的目标姿态与实际姿态计算出抖动量，利用电机进行反馈补偿，将计算出来的抖动量消除，达到电控增稳效果。图2为本发明实施例提供的云台的结构示意图。该云台具体可以是手持云台。如图2所示，云台20包括俯仰轴电机21、横滚轴电机22、偏航轴电机23、云台基座24、偏航轴轴臂25、摄像机固定机构26、俯仰轴轴臂27、横滚轴轴臂28、摄像机29，其中，摄像机固定机构26内包括惯性测量元件(Inertial Measurement Unit，简称IMU),IMU用于检测摄像机29的姿态。手持云台的优势在于增稳能力强，对微小抖动都能补偿掉，抗外界扰动能力强，增稳能力跟设备调试的精准度和摄影师的操作关系不大，手持云台的横滚方向上容易控制，画面不容易歪斜。手持云台的缺点是响应速度慢、依靠电机进行转动跟随的精准度不高。
可见斯坦尼康和手持云台的优缺点互补，如果将手持云台安装在斯坦尼康上，手持云台搭载有摄像机，将会对影视摄影带来极大便利。图3为本实施例提供的手持云台和斯坦尼康结合的示意图。如图3所示，31表示手持云台的俯仰轴电机、32表示手持云台的横滚轴电机、33表示手持云台的偏航轴电机、34表示云台基座、35表示手持云台的偏航轴轴臂、36表示摄像机固定机构、37表示手持云台的俯仰轴轴臂、38表示手持云台的横滚轴轴臂、39表示搭载在手持云台上的摄像机。40表示斯坦尼康的平衡组件。具体的，手持云台通过云台基座34与斯坦尼康的平衡组件40固定连接。其中，摄像机固定机构36内包括IMU,IMU用于检测摄像机39的姿态。
另外，如图3所示，X轴、Y轴、Z轴表示云台基座34的坐标系的三轴，假设斯坦尼康的平衡组件40呈柱形，可选的，该坐标系的Z轴在平衡组件40的轴向上，该坐标系的X轴在平衡组件40的径向上，云台基座34的坐标系符合右手坐标系。云台基座34的坐标系与地面坐标系之间的关系可以以姿态角表示，该姿态角反映出了云台基座34相对于地面的姿态。
在本实施例中，手持云台安装在斯坦尼康上之后，手持云台可以选择三轴模式，也可以选择两轴模式。当手持云台选择三轴模式时，云台基座34与斯坦尼康的平衡组件40连接，如图3所示，当平衡组件40以Z轴为转动轴线转动时，手持云台先检测到平衡组件40以Z轴为转动轴线转动，再控制手持云台的偏航轴电机33转动，以使偏航轴电机33随着平衡组件40以Z轴为转动轴线转动而转动，手持云台的偏航轴电机33转动时，手持云台的偏航姿态发生变化。可见，手持云台在三轴模式下，其偏航姿态响应较慢。为了提高手持云台的偏航姿态的响应速度，可以将手持云台设置为两轴模式，具体的，用机械锁将手持云台的偏航轴电机锁住，使得手持云台的偏航轴电机卸力，云台基座34和手持云台的偏航轴壁即偏航轴轴臂35固定连接，此时手持云台进入两轴模式，手持云台只能对摄像机39在俯仰方向和横滚方向上进行增稳控制，手持云台的偏航方向由斯坦尼康进行增稳控制。手持云台进入两轴模式后，如图3所示，斯坦尼康的平衡组件40以Z轴为转动轴线转动的同时，手持云台的偏航姿态发生变化。可选的，在后续实施例中，手持云台处于两轴模式。需要说明的是，将三轴电机中的偏航轴电机锁住是实现两轴模式的一种可能情况，另一种可能情况是，手持云台本身只有两个电机，即手持云台包括俯仰轴电机和横滚轴电机，但不包括偏航轴电机。
通常情况下，为了拍摄出不同角度的画面，或者为了让摄像机39拍摄出的画面的角度持续变化，可能需要对安装有手持云台的斯坦尼康进行高低机位切换，可选的，对安装有手持云台的斯坦尼康进行高低机位切换包括如下几种可能的情况：
第一种可能的情况是：手持云台以横滚轴为转动轴线转动的同时斯坦尼康进行高低机位切换。
第二种可能的情况是：手持云台以俯仰轴为转动轴线转动的同时斯坦尼康进行高低机位切换。
下面以第二种可能的情况为例介绍手持云台和斯坦尼康结合时可能存在的问题。如图3所示，沿着箭头41的方向转动安装有手持云台的斯坦尼康，也就是说，以云台基座34坐标系的Y轴为转动轴线转动平衡组件40，可使手持云台从高机位切换到低机位同时手持云台以俯仰轴为转动轴线转动，例如转动到如图4所示的位置，在转动的同时可使摄像机39拍摄出从高到低的画面。
如图3和图4可知，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台的横滚轴轴臂38与水平面之间的角度在不断变化。可选的，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台的俯仰轴轴臂37可以随着横滚轴轴臂38的变化而变化，也可以保持不变。
图3和图4所示的是手持云台的俯仰轴轴臂37相对于横滚轴轴臂38的姿态不变的情况。具体的，当手持云台检测到横滚轴轴臂38的姿态变化时，控制俯仰轴电机31转动，以使横滚轴轴臂38与俯仰轴轴臂37之间的角度不变。
另外，如图3所示，沿着箭头41的方向转动安装有手持云台的斯坦尼康时，还可以转动到如图5所示的位置，如图5所示，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台的俯仰轴轴臂37相对于地面的姿态保持不变。
本实施例并不限定手持云台从高机位切换到低机位同时手持云台以俯仰轴为转动轴线转动的过程中，手持云台的俯仰轴轴臂37的姿态。这里以手持云台的俯仰轴轴臂37相对于地面的姿态保持不变为例，如图3可知，手持云台的横滚轴电机32转动时，摄像机39的横滚角发生变化，也就是说，手持云台的横滚轴电机32可以控制摄像机39的横滚角，用于将摄像机拍摄的画面保持水平。当手持云台沿着箭头41的方向从高机位切换到低机位的过程中，手持云台的横滚轴电机32逐渐失去控制摄像机39的横滚角的能力，摄像机39的横滚角理论上逐渐由偏航轴电机33来控制。假设手持云台以图3所示的姿态为初始姿态，沿着箭头41的方向逐渐从高机位切换到低机位，转动到如图6所示的姿态时，手持云台的横滚轴电机32不再能够控制摄像机39的横滚角。此时，若由于摄像师对平衡组件40的操作导致摄像机39的横滚角发生了变化，将会导致被拍摄物体在摄像机39拍摄的画面中歪斜，此时手持云台会对摄像机39的姿态进行控制，以使摄像机39的拍摄画面保持水平。然而，在手持云台对摄像机39的姿态进行控制的过程中，手持云台倾向于以最短的行程将拍摄画面控制成水平，因此，手持云台将首先去调整偏航轴电机33以期将拍摄画面控平，但是，由于云台基座34和偏航轴臂即偏航轴轴臂35固定连接，偏航轴电机33无法输出控制力，不能起到对拍摄画面进行控制的作用，因此，手持云台只能通过控制横滚轴电机32和手持云台的俯仰轴电机31来将拍摄画面控平，如此会导致手持云台的横滚轴电机32和手持云台的俯仰轴电机31不断的调节摄像机39的姿态，从而导致手持云台出现疯转的现象。经过手持云台的横滚轴电机32和俯仰轴电机31不断的调节摄像机39的姿态，当摄像机39拍摄的画面被调平时，摄像机39的拍摄方向可能已经不是摄像师想要拍摄的方向了，此时，摄像机39的拍摄方向已经歪到一边，而不是正对拍摄物体。另外，需要说明的是，图6只是示意性说明手持云台出现疯转时，手持云台的一种姿态，在斯坦尼康进行高低机位切换的过程中，手持云台所处的其他姿态也可能导致手持云台出现疯转。
可以理解的是，斯坦尼康进行高低机位切换具体可以是斯坦尼康从高机位切换到低机位，也可以是从低机位切换到高机位，图3-图6只是示意性说明，并不对切换的方式作具体限定。可以理解，斯坦尼康从低机位切换到高机位的过程中，也可能存在手持云台疯转的问题，具体原理和斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，手持云台疯转的原理一致，此处不再赘述。
为了解决上述问题，即斯坦尼康进行高低机位切换的过程中，手持云台疯转的问题，本发明实施例提供了一种云台的控制方法，下面将结合具体的实施例对本发明实施例提供的云台的控制方法进行详细的介绍。
本发明实施例提供一种云台的控制方法。图7为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图。如图7所示，本实施例中的方法，可以包括：
步骤S701、当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态。
在本实施例中，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的。可选的，该云台具体为手持云台，云台的偏航轴臂具体为如图3所示的手持云台的偏航轴轴臂35，云台基座34与手持云台的偏航轴轴臂35是固定连接的，即云台基座34与偏航轴轴臂35是不能相对运动的。
如图3所示，X轴、Y轴、Z轴表示云台基座34的坐标系的三轴，假设斯坦尼康的平衡组件40呈柱形，可选的，该坐标系的Z轴在平衡组件40的轴向上，该坐标系的X轴在平衡组件40的径向上，云台基座34的坐标系符合右手坐标系。
在本实施例中，所述云台通过云台基座与斯坦尼康固定连接。具体的，如图3所示，手持云台通过云台基座34与斯坦尼康的平衡组件40固定连接。当平衡组件40以云台基座34坐标系的X轴为转动轴线转动时，平衡组件40或云台基座34的横滚角发生变化，因此，可以将云台基座34坐标系的X轴作为云台基座34的横滚轴。当平衡组件40以云台基座34坐标系的Y轴为转动轴线转动时，平衡组件40或云台基座34的俯仰角发生变化，因此，可以将云台基座34坐标系的Y轴作为云台基座34的俯仰轴。当平衡组件40以云台基座34坐标系的Z轴为转动轴线转动时，平衡组件40或云台基座34的偏航角发生变化，因此，可以将云台基座34坐标系的Z轴作为云台基座34的偏航轴。
当云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动时，说明斯坦尼康在通过云台基座34带动云台进行高低机位切换，在云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座34的偏航姿态。
具体的，获取云台基座的偏航姿态，包括：获取所述云台的实际姿态；获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度；根据所述云台的实际姿态和所述转动的角度，确定云台基座的偏航姿态。
如图3-图6所示，摄像机固定机构36内包括IMU，IMU用于检测摄像机39的姿态，也就是说，摄像机固定机构36内的IMU可以实时检测出摄像机39的姿态，可以理解，摄像机39的实际姿态为手持云台的实际姿态。另外，在手持云台中，每一个轴对应有一个驱动电机，每个驱动电机对应有一个角度传感器，该角度传感器可以检测其对应的驱动电机转动的角度。进一步的，根据手持云台的实际姿态，以及手持云台中每一个轴的驱动电机转动的角度，确定云台基座34的偏航姿态。
其中，所述获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度，包括：获取云台的俯仰轴、偏航轴、横滚轴中每一个轴的驱动电机转动的角度。可选的，手持云台为三轴云台，三轴具体包括俯仰轴、偏航轴、横滚轴，每个轴对应有一个驱动电机，如图3-图6所示，俯仰轴电机31即为手持云台的俯仰轴的驱动电机，横滚轴电机32即为手持云台的横滚轴的驱动电机，偏航轴电机33即为手持云台的偏航轴的驱动电机。俯仰轴电机31对应的角度传感器可检测出俯仰轴电机31转动的角度；横滚轴电机32对应的角度传感器可检测出横滚轴电机32转动的角度；偏航轴电机33对应的角度传感器可检测出偏航轴电机33转动的角度。
可选的，手持云台的实际姿态以一个四元数表示，手持云台的俯仰轴的驱动电机转动的角度以一个四元数表示，手持云台的横滚轴的驱动电机转动的角度以一个四元数表示，手持云台的偏航轴的驱动电机转动的角度以一个四元数表示，如此得到4个四元数。
根据手持云台的实际姿态，以及手持云台中每一个轴的驱动电机转动的角度，确定云台基座34的偏航姿态的一种可实现方式是：将上述4个四元数进行连乘，连乘后得到的四元数可表示云台基座34的姿态，将连乘后得到的四元数转变成云台基座34的姿态角也就是欧拉角，该欧拉角包括云台基座34的偏航角、横滚角、俯仰角，从而确定出云台基座34的偏航姿态。
步骤S702、根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
当云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动时，说明斯坦尼康在进行高低机位切换，在本实施例中，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台可根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
具体的，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
如图3-图6所示，云台基座34坐标系的X轴与水平面的夹角反映出了云台基座34的俯仰姿态，假设水平方向如h所示，云台基座34坐标系的X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上时，云台基座34的俯仰姿态为正，当云台基座34坐标系的X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之下时，云台基座34的俯仰姿态为负。
当云台基座34处于图3所示的姿态时，云台基座34坐标系的X轴的正半轴与水平方向h一致，云台基座34的俯仰角为0。如图3-图6所示，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，云台基座34坐标系的X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之下，云台基座34坐标系的X轴的正半轴与水平方向h之间的夹角逐渐增大，云台基座34的俯仰角逐渐减小，如图6所示，云台基座34的俯仰角为-90度。在图6所示的基础上，继续沿着箭头41所示的方向转动时，云台基座34的俯仰角将小于-90度。可选的，斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在第一预设范围内时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。此处的第一预设范围具体可以是-105度到-75度，也就是说，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于-105度，且小于-75度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
另外，在云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动时，斯坦尼康还可以从低机位向高机位切换。例如，安装有手持云台的斯坦尼康还可以从如图8所示的初始姿态沿着箭头41所示的方向转动。当云台基座34处于图8所示的姿态时，云台基座34坐标系的X轴的正半轴与水平方向h相反，云台基座34的俯仰角为180度。如图8、图9、图10所示，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从低机位切换到高机位的过程中，云台基座34坐标系的X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上，云台基座34坐标系的X轴的正半轴与水平方向h之间的夹角逐渐减小，云台基座34的俯仰角逐渐减小，如图10所示，云台基座34的俯仰角为90度。在图10所示的基础上，继续沿着箭头41所示的方向转动时，云台基座34的俯仰角将小于90度。可选的，斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在第一预设范围内时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。此处的第一预设范围具体可以是75度到105度，也就是说，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从低机位切换到高机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于75度，且小于105度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
在本实施例中，所述云台的目标横滚姿态为0。如图3所示，当手持云台的横滚轴电机32转动时，手持云台的横滚姿态将发生变化，导致摄像机39拍摄的画面歪斜，为了避免摄像机39拍摄的画面歪斜，将手持云台的目标横滚姿态设置为0，手持云台将根据手持云台的实际横滚姿态和目标横滚姿态计算出实际横滚姿态和目标横滚姿态之间的姿态差，进一步根据该姿态差进行闭环控制计算出横滚轴电机32的扭矩，并将该扭矩发送给横滚轴电机32，以使横滚轴电机32转动，从而使得手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
当云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，斯坦尼康可以从低机位向高机位切换，也可以从高机位向低机位切换。
例如，斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围内时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态，在这种情况下，可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。如果斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
例如，斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在75度到105度的范围内时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态，在这种情况下，可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。如果斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，云台基座34的俯仰姿态在75度到105度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
步骤S703、根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态。
如图11所示为云台的工作原理，具体的，云台的惯性测量单元包括一个三轴的加速度计和一个三轴的的陀螺仪，陀螺仪用于检测云台三轴的角速度，通过对云台三轴的角速度进行积分可以得到云台的测量姿态也就是云台的实际姿态。另外，根据电机的扭矩和遥控器的摇杆数值可得到云台的目标姿态。进一步的，根据云台的目标姿态和云台的实际姿态可得出控制偏差，云台的控制器根据控制偏差控制三轴电机的电流，使得三轴电机转动产生力矩，进而改变云台的实际姿态，使得云台的实际姿态向云台的目标姿态平滑过渡。
结合图11所示的云台的工作原理，当根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态时，可以根据所述云台的目标偏航姿态和所述云台的实际偏航姿态计算出姿态差，进一步通过姿态差进行闭环控制算出目标电机扭矩，将该扭矩发送给目标电机进行反馈控制。
可选的，所述根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态，包括：控制所述云台的横滚轴驱动电机转动以使所述云台的实际偏航姿态向所述云台的目标偏航姿态平滑地过渡。
根据图3-图6，以及图8-图10可知，当云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，手持云台的横滚轴电机32逐渐失去控制摄像机39的横滚角的能力，手持云台的横滚轴电机32控制摄像机39的偏航角的能力逐渐增强。当云台基座34转动到如图6或图10所示的姿态时，手持云台的横滚轴电机32不再能够控制摄像机39的横滚角。此时，若由于摄像师对平衡组件40的操作导致摄像机39的横滚角发生了变化，将会导致被拍摄物体在摄像机39拍摄的画面中歪斜。为了防止手持云台疯转，防止云台为了保持摄像机39的拍摄画面水平而将拍摄方向歪到一边，此时手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态，可选的，手持云台的目标偏航姿态为云台基座34的偏航姿态，进一步控制手持云台的横滚轴驱动电机也就是横滚轴电机32转动，以使手持云台的实际偏航姿态向手持云台的目标偏航姿态平滑地过渡，也就是说，控制手持云台的实际偏航姿态向云台基座34的偏航姿态平滑地过渡，即控制手持云台的实际偏航姿态跟随云台基座34的偏航姿态而变化。
图6只是示意性说明手持云台出现疯转时，手持云台的一种姿态，如图6所示，云台基座34的俯仰角为-90度。斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围内时，手持云台有可能出现疯转，为了防止手持云台疯转，可以控制手持云台的实际偏航姿态跟随云台基座34的偏航姿态而变化。
图10只是示意性说明手持云台出现疯转时，手持云台的另一种姿态，如图10所示，云台基座34的俯仰角为90度。斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，当云台基座34的俯仰姿态在75度到105度的范围内时，手持云台有可能出现疯转，为了防止手持云台疯转，可以控制手持云台的实际偏航姿态跟随云台基座34的偏航姿态而变化。
另外，需要说明的是，手持云台除了可以和斯坦尼康的平衡组件固定连接以外，还可以和其他的支撑部件或支持部件固定连接，其他的支撑部件或支持部件可以和手持云台的云台基座固定连接。
本实施例当云台基座以云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动时，通过获取云台基座的偏航姿态，确定云台的目标偏航姿态，并根据确定出的云台的目标偏航姿态，控制云台的实际偏航姿态，使得云台的实际偏航姿态跟随云台基座的偏航姿态而变化，避免云台在高低机位切换的过程中疯转，在云台基座与斯坦尼康的平衡组件固定连接的前提下，可以保证摄像机的拍摄方向指向平衡组件指示的方向，克服云台疯转使得摄像机的拍摄方向歪掉的问题，使得摄像机能够拍摄出稳定的由高到低或由低到高的镜头。
本发明实施例提供一种云台的控制方法。在图7所示实施例的基础上，所述若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态包括如下几种可能的情况：
一种可能的情况是：所述若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
如图3-图6所示，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，手持云台的横滚轴电机32可能会发生转动，因此，在本实施例中，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态时，不仅需要考虑云台基座34的俯仰角的范围，还需要考虑横滚轴电机32转动的角度的范围，可选的，当云台基座34的俯仰角在第一预设范围内且横滚轴电机32转动的角度在第二预设范围内时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。此处，第二预设范围具体可以是-20度到20度。
可选的，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于-105度，且小于-75度，以及横滚轴电机32转动的角度即横滚轴电机32的关节角度大于-20度，且小于20度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
同理，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从低机位切换到高机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于75度，且小于105度，以及横滚轴电机32转动的角度即横滚轴电机32的关节角度大于-20度，且小于20度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
可选的，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角。具体的，手持云台将手持云台的目标偏航姿态设置为云台基座的偏航角。云台基座的偏航角即是上述实施例所述的根据手持云台的实际姿态，以及手持云台中每一个轴的驱动电机转动的角度，确定出的云台基座34的实际偏航角。
根据上述实施例可知，为了避免摄像机39拍摄的画面歪斜，将手持云台的目标横滚姿态设置为0。在本实施例中，当斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰角大于-105度，且小于-75度，以及横滚轴电机32转动的角度大于-20度，且小于20度时，手持云台可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡；如果云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在-20度到20度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
同理，当斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰角大于75度，且小于105度，以及横滚轴电机32转动的角度大于-20度，且小于20度时，手持云台可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡；如果云台基座34的俯仰姿态在75度到105度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在-20度到20度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
另一种可能的情况是：所述若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第三预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
可选的，第三预设范围具体可以是160度到200度。可选的，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从高机位切换到低机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于-105度，且小于-75度，以及横滚轴电机32转动的角度大于160度，且小于200度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
同理，随着云台基座34以云台基座34的俯仰轴为转动轴线不断转动，斯坦尼康从低机位切换到高机位的过程中，当云台基座34的俯仰角大于75度，且小于105度，以及横滚轴电机32转动的角度大于160度，且小于200度时，手持云台根据云台基座34的偏航姿态，确定手持云台的目标偏航姿态。
可选的，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角减去180度或者所述云台基座的偏航角加上180度。具体的，手持云台将手持云台的目标偏航姿态设置为云台基座的偏航角减去180度，或者，手持云台将手持云台的目标偏航姿态设置为云台基座的偏航角加上180度。
根据上述实施例可知，为了避免摄像机39拍摄的画面歪斜，将手持云台的目标横滚姿态设置为0。在本实施例中，当斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰角大于-105度，且小于-75度，以及横滚轴电机32转动的角度大于160度，且小于200度时，手持云台可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡；如果云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在160度到200度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
同理，当斯坦尼康从低机位向高机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰角大于75度，且小于105度，以及横滚轴电机32转动的角度大于160度，且小于200度时，手持云台可以不控制手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡；如果云台基座34的俯仰姿态在75度到105度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在160度到200度的范围之外，则手持云台控制其实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
另外，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围外，或/及所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围外，则所述云台的目标偏航姿态为所述云台的实际偏航姿态。
例如，当斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在-20度到20度的范围之外，则手持云台的目标偏航姿态为手持云台的实际偏航姿态，而不是根据云台基座的偏航姿态来确定。
此外，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围外，或/及所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第三预设范围外，则所述云台的目标偏航姿态为所述云台的实际偏航姿态。
例如，当斯坦尼康从高机位向低机位切换的过程中，如果云台基座34的俯仰姿态在-105度到-75度的范围之外，或/及横滚轴电机32转动的角度在160度到200度的范围之外，则手持云台的目标偏航姿态为手持云台的实际偏航姿态，而不是根据云台基座的偏航姿态来确定。
本实施例中，当云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围或第三预设范围内时，根据云台基座的偏航姿态，确定云台的目标偏航姿态，也就是说，根据云台基座的偏航姿态，确定云台的目标偏航姿态时，不仅需要考虑云台基座的俯仰角的范围，还需要考虑横滚轴电机转动的角度的范围，从而提高了云台的目标偏航姿态的精确度，同时提高了对云台的控制精度。
本发明实施例提供一种云台的控制方法。图12为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图。图13为本发明实施例提供的云台的控制方法的流程图。
在上述所示实施例的基础上，所述云台的目标横滚姿态为0。所述云台的控制方法还包括：根据所述云台的目标横滚姿态，控制所述云台的实际横滚姿态。
如图3所示，当手持云台的横滚轴电机32转动时，手持云台的横滚姿态将发生变化，导致摄像机39拍摄的画面歪斜，为了避免摄像机39拍摄的画面歪斜，将手持云台的目标横滚姿态设置为0，手持云台将根据手持云台的实际横滚姿态和目标横滚姿态计算出实际横滚姿态和目标横滚姿态之间的姿态差，进一步根据该姿态差进行闭环控制计算出横滚轴电机32的扭矩，并将该扭矩发送给横滚轴电机32，以使横滚轴电机32转动，从而使得手持云台的实际横滚姿态向手持云台的目标横滚姿态0平滑过渡。
如图3和图4可知，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台的横滚轴轴臂38与水平面之间的角度在不断变化。可选的，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，手持云台的俯仰轴轴臂37可以随着横滚轴轴臂38的变化而变化，也可以保持不变。图3和图4所示的是手持云台的俯仰轴轴臂37相对于横滚轴轴臂38的姿态不变的情况。图3和图5所示的是手持云台的俯仰轴轴臂37相对于地面的姿态保持不变的情况。
具体的，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，如果手持云台的俯仰轴轴臂37相对于横滚轴轴臂38的姿态不变，所述方法还包括如图12所示的步骤：
步骤S1201、根据云台的实际俯仰姿态和云台的俯仰轴的驱动电机转动的角度确定云台的目标俯仰姿态。
如图3所示，手持云台的实际俯仰姿态为0，当斯坦尼康以图3所示的姿态为初始姿态，沿着箭头41所示的方向，从高机位向低机位切换时，手持云台的横滚轴轴臂38与水平面之间的角度将发生变化。为了保持手持云台的俯仰轴轴臂37相对于横滚轴轴臂38的姿态不变，当手持云台的横滚轴轴臂38相对于地面的姿态变化时，手持云台需要根据横滚轴轴臂38相对于地面的姿态变化，确定出俯仰轴的驱动电机即俯仰轴电机31需要转动的角度，进一步的，手持云台根据手持云台的实际俯仰姿态，以及俯仰轴的驱动电机即俯仰轴电机31需要转动的角度，确定出手持云台的目标俯仰姿态。
步骤S1202、根据所述云台的目标俯仰姿态，控制所述云台的实际俯仰姿态。
手持云台确定出手持云台的目标俯仰姿态后，依据手持云台的实际俯仰姿态和目标俯仰姿态计算出实际俯仰姿态和目标俯仰姿态之间的姿态差，进一步根据该姿态差进行闭环控制计算出俯仰轴电机31的扭矩，并将该扭矩发送给俯仰轴电机31，以使俯仰轴电机31转动，从而使得手持云台的实际俯仰姿态向手持云台的目标俯仰姿态平滑过渡。从而保证云台的俯仰轴轴臂37相对于横滚轴轴臂38的姿态不变。
另外，斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，如果手持云台的俯仰轴轴臂37相对于地面的姿态保持不变，所述方法还包括如图13所示的步骤：
步骤S1301、将云台的目标俯仰姿态设置为预设俯仰姿态。
当斯坦尼康以图3所示的姿态为初始姿态，沿着箭头41所示的方向，从高机位向低机位切换时，设置手持云台的目标俯仰姿态为预设俯仰姿态，该预设俯仰姿态可以是手持云台相对于地面固定的俯仰姿态，例如，该预设俯仰姿态可以为0。
步骤S1302、根据所述云台的目标俯仰姿态，控制所述云台的实际俯仰姿态。
如图3所示，手持云台的实际俯仰姿态为0，当斯坦尼康以图3所示的姿态为初始姿态，沿着箭头41所示的方向，从高机位向低机位切换时，如果手持云台的实际俯仰姿态发生了变化，则手持云台可依据手持云台的实际俯仰姿态和目标俯仰姿态0计算出实际俯仰姿态和目标俯仰姿态之间的姿态差，进一步根据该姿态差进行闭环控制计算出俯仰轴电机31的扭矩，并将该扭矩发送给俯仰轴电机31，以使俯仰轴电机31转动，从而使得手持云台的实际俯仰姿态向手持云台的目标俯仰姿态0平滑过渡。从而保证云台的俯仰轴轴臂37相对于地面的姿态不变。
本实施例通过确定云台的目标横滚姿态，根据云台的目标横滚姿态，控制云台的实际横滚姿态，以及通过确定云台的目标俯仰姿态，根据云台的目标俯仰姿态，控制云台的实际俯仰姿态，实现了斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，云台对其实际横滚姿态和实际俯仰姿态的控制，进一步提高了对云台的控制精度。
本发明实施例提供一种云台控制器。图14为本发明实施例提供的云台控制器的结构图，如图14所示，云台控制器140包括：处理器141和存储器142，存储器142用于存储程序代码；处理器141调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以下操作：当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态；根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态；根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态；其中，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的。
可选的，处理器141获取云台基座的偏航姿态时，具体用于：获取所述云台的实际姿态；获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度；根据所述云台的实际姿态和所述转动的角度，确定云台基座的偏航姿态。
处理器141获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度时，具体用于：获取云台的俯仰轴、偏航轴、横滚轴中每一个轴的驱动电机转动的角度。
具体的，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则处理器141根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
可选的，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围内，则处理器141根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。处理器141根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态时，具体用于：将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角。
或者，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第三预设范围内，则处理器141根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。处理器141根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态时，具体用于：将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角减去180度或者所述云台基座的偏航角加上180度。
另外，处理器141根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态时，具体用于：控制所述云台的横滚轴驱动电机转动以使所述云台的实际偏航姿态向所述云台的目标偏航姿态平滑地过渡。
本发明实施例提供的云台控制器的具体原理和实现方式均与图7所示实施例类似，此处不再赘述。
本实施例当云台基座以云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动时，通过获取云台基座的偏航姿态，确定云台的目标偏航姿态，并根据确定出的云台的目标偏航姿态，控制云台的实际偏航姿态，使得云台的实际偏航姿态跟随云台基座的偏航姿态而变化，避免云台在高低机位切换的过程中疯转，在云台基座与斯坦尼康的平衡组件固定连接的前提下，可以保证摄像机的拍摄方向指向平衡组件指示的方向，克服云台疯转使得摄像机的拍摄方向歪掉的问题，使得摄像机能够拍摄出稳定的由高到低或由低到高的镜头。
本发明实施例提供一种云台控制器。在图14所示实施例提供的技术方案的基础上，所述云台的目标横滚姿态为0。处理器141还用于：根据所述云台的目标横滚姿态，控制所述云台的实际横滚姿态。
处理器141还用于：根据云台的实际俯仰姿态和云台的俯仰轴的驱动电机转动的角度确定云台的目标俯仰姿态。或者，处理器141还用于：将云台的目标俯仰姿态设置为预设俯仰姿态。进一步的，处理器141还用于：根据所述云台的目标俯仰姿态，控制所述云台的实际俯仰姿态。
本发明实施例提供的云台控制器的具体原理和实现方式均与图12和图13所示实施例类似，此处不再赘述。
本实施例通过确定云台的目标横滚姿态，根据云台的目标横滚姿态，控制云台的实际横滚姿态，以及通过确定云台的目标俯仰姿态，根据云台的目标俯仰姿态，控制云台的实际俯仰姿态，实现了斯坦尼康在进行高低机位切换的过程中，云台对其实际横滚姿态和实际俯仰姿态的控制，进一步提高了对云台的控制精度。
本发明实施例提供一种云台。该云台包括：偏航轴臂、俯仰轴臂、横滚轴臂、云台基座、偏航轴的驱动电机、俯仰轴的驱动电机、横滚轴的驱动电机、及上述实施例所述的云台控制器；其中，所述云台基座与偏航轴臂固定连接。
可选的，所述云台通过所述云台基座与斯坦尼康固定连接。
本发明实施例提供的云台的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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。另一点，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，可以是电性，机械或其它的形式。
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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。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。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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 (31)

1.一种云台的控制方法，其特征在于，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的，所述方法包括：
当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态；
根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态；
根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取云台基座的偏航姿态，包括：
获取所述云台的实际姿态；
获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度；
根据所述云台的实际姿态和所述转动的角度，确定云台基座的偏航姿态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度，包括：
获取云台的俯仰轴、偏航轴、横滚轴中每一个轴的驱动电机转动的角度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：
若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：
若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：
将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：
若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第三预设范围内，则根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态，包括：
将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角减去180度或者所述云台基座的偏航角加上180度。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态，包括：
控制所述云台的横滚轴驱动电机转动以使所述云台的实际偏航姿态向所述云台的目标偏航姿态平滑地过渡。
10.根据权利要求1-3中任一项或者5-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述云台的目标横滚姿态为0。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述云台的目标横滚姿态，控制所述云台的实际横滚姿态。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据云台的实际俯仰姿态和云台的俯仰轴的驱动电机转动的角度确定云台的目标俯仰姿态。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将云台的目标俯仰姿态设置为预设俯仰姿态。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述云台的目标俯仰姿态，控制所述云台的实际俯仰姿态。
15.根据权利要求1-3中任一项或者5-9、11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述云台通过云台基座与斯坦尼康固定连接。
16.一种云台控制器，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储程序代码；所述处理器，调用所述程序代码，其特征在于，当程序代码被执行时，所述处理器用于执行以下操作：当云台基座以所述云台基座的俯仰轴为转动轴线进行转动的过程中，获取云台基座的偏航姿态；
根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态；
根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态；
其中，云台基座与云台的偏航轴臂是固定连接的。
17.根据权利要求16所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器获取云台基座的偏航姿态时，具体用于：
获取所述云台的实际姿态；
获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度；
根据所述云台的实际姿态和所述转动的角度，确定云台基座的偏航姿态。
18.根据权利要求17所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器获取所述云台的每一个轴的驱动电机转动的角度时，具体用于：
获取云台的俯仰轴、偏航轴、横滚轴中每一个轴的驱动电机转动的角度。
19.根据权利要求16-18任一项所述的云台控制器，其特征在于，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内，则所述处理器根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
20.根据权利要求19所述的云台控制器，其特征在于，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第二预设范围内，则所述处理器根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
21.根据权利要求20所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态时，具体用于：
将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角。
22.根据权利要求19所述的云台控制器，其特征在于，若所述云台基座的俯仰姿态在第一预设范围内且所述云台中横滚轴的驱动电机转动的角度在第三预设范围内，则所述处理器根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态。
23.根据权利要求22所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器根据所述云台基座的偏航姿态，确定所述云台的目标偏航姿态时，具体用于：
将所述云台的目标偏航角设置为所述云台基座的偏航角减去180度或者所述云台基座的偏航角加上180度。
24.根据权利要求19所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器根据所述云台的目标偏航姿态，控制所述云台的实际偏航姿态时，具体用于：
控制所述云台的横滚轴驱动电机转动以使所述云台的实际偏航姿态向所述云台的目标偏航姿态平滑地过渡。
25.根据权利要求16-18中任一项或者20-24中任一项所述的云台控制器，其特征在于，所述云台的目标横滚姿态为0。
26.根据权利要求25所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述云台的目标横滚姿态，控制所述云台的实际横滚姿态。
27.根据权利要求25所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器还用于：
根据云台的实际俯仰姿态和云台的俯仰轴的驱动电机转动的角度确定云台的目标俯仰姿态。
28.根据权利要求25所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器还用于：
将云台的目标俯仰姿态设置为预设俯仰姿态。
29.根据权利要求27或28所述的云台控制器，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述云台的目标俯仰姿态，控制所述云台的实际俯仰姿态。
30.一种云台，其特征在于，包括：
偏航轴臂、俯仰轴臂、横滚轴臂、云台基座、偏航轴的驱动电机、俯仰轴的驱动电机、横滚轴的驱动电机、及如权利要求16-29任一项所述的云台控制器；
其中，所述云台基座与偏航轴臂固定连接。
31.根据权利要求30所述的云台，其特征在于，所述云台通过所述云台基座与斯坦尼康固定连接。
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