CN112204405A - 角速度测量机构、方法、装置、可移动平台和存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种角速度测量机构、方法、装置、可移动平台和存储介质。测量机构包括:陀螺仪组件设置于待检测对象上,用于测量待检测对象在预设方向上的第一角速度;多个加速度计分布在待检测对象的不同位置,用于测量待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;处理器与陀螺仪组件和多个加速度计通信连接,用于获取待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。本实施例提供的测量机构的结构简单、容易实现、成本较低,有效地降低了目标角速度所携带的噪声。
Description
技术领域
本发明实施例涉及数据处理技术领域,尤其涉及一种角速度测量机构、方法、装置、可移动平台和存储介质。
背景技术
随着科学技术的飞速发展,可移动平台的应用越来越广泛,例如:云台可以协助进行专业拍摄;无人机可以协助进行电力巡检、农业灌溉以及专业航拍等等。在对云台、无人机等可移动平台进行控制时,通常会用到陀螺仪来测量可移动平台的角速度,而后将角速度作为反馈信息提供给闭环运动控制系统,以实现对云台、无人机的运动控制。
然而,由于陀螺仪输出的角速度往往是包含噪声的,因此,在闭环运动控制系统基于该角速度对云台、无人机的运动进行控制时,角速度的噪声会直接影响闭环运动控制系统的性能,并且,噪声越大,控制误差越大,控制性能越差。
发明内容
本发明实施例提供了一种角速度测量机构、方法、装置、可移动平台和存储介质,用于解决现有技术中存在的获取的角速度存在噪声,从而会增大基于该角速度进行运行控制过程中所产生的误差,降低控制性能的问题。
本发明的第一方面是为了提供一种角速度测量机构,包括:
陀螺仪组件,设置于待检测对象上,用于测量所述待检测对象在预设方向上的第一角速度;
多个加速度计,分布在所述待检测对象的不同位置,用于测量所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
处理器,与所述陀螺仪组件和多个所述加速度计通信连接,用于获取所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
本发明的第二方面是为了提供一种角速度测量机构,包括:
陀螺仪组件,设置于待检测对象上;
多个加速度计,分布在所述待检测对象的不同位置;
其中,所述陀螺仪组件与多个所述加速度计用于配合确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
本发明的第三方面是为了提供一种角速度测量方法,包括:
通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
通过多个加速度计获取所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
本发明的第四方面是为了提供一种角速度测量装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
通过多个加速度计获取所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
本发明的第五方面是为了提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质为计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令用于第三方面所述的角速度测量方法。
本发明的第六方面是为了提供一种拍摄装置,包括:
装置主体;
上述第一方面或第二方面所述的角速度测量机构,安装于所述装置主体上。
本发明的第七方面是为了提供一种云台,包括:
云台主体;
上述第六方面所述的拍摄装置,设置于所述云台主体上。
本发明的第八方面是为了提供一种拍摄装置,包括:
装置主体;
上述第四方面所述的角速度测量装置,安装于所述装置主体上。
本发明的第九方面是为了提供一种云台,包括:
云台主体;
上述第八方面所述的拍摄装置,设置于所述云台主体上。
本发明的第十方面是为了提供一种可移动平台,包括:
平台主体;
上述第一方面或第二方面所述的角速度测量机构,安装于所述平台主体上。
本发明的第十一方面是为了提供一种可移动平台,包括:
平台主体;
上述第四方面所述的角速度测量装置,安装于所述平台主体上。
本发明实施例提供的角速度测量机构、方法、装置、可移动平台和存储介质,通过陀螺仪组件获得待检测对象在预设方向上的第一角速度,通过多个加速度计获得待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,而后通过处理器对第一角速度和线加速度进行分析处理,获取到待检测对象在预设方向上的目标角速度,有效地减低了目标角速度所携带的噪声,从而降低了基于目标角速度对待检测对象进行控制的控制误差,提高了对待检测对象进行控制的稳定性和精确度。此外,该角速度测量机构的结构简单、容易实现、成本较低,进一步提高了该测量机构的实用性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的一种角速度测量机构的结构示意图一;
图2为本发明实施例提供的一种角速度测量机构的结构示意图二;
图3为本发明实施例提供的一种角速度测量机构的结构示意图三;
图4为本发明实施例提供的多个加速度计的分布示意图;
图5为本发明实施例提供的一种角速度测量方法的流程示意图;
图6为图5实施例中提供的根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度的流程示意图;
图7为图6实施例中提供的根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度的流程示意图;
图8为本发明实施例提供的另一种角速度测量方法的流程示意图;
图9为图6实施例提供的根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度的流程示意图;
图10为本发明实施例提供的又一种角速度测量方法的流程示意图;
图11为本发明应用实施例提供的一种角速度测量方法的流程示意图;
图12为本发明实施例提供的一种角速度测量装置的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的一种拍摄装置的结构示意图;
图14为本发明实施例提供的一种云台的结构示意图;
图15为本发明实施例提供的一种可移动平台的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
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。
为了便于理解本实施例中的技术方案,下面对现有技术进行相关说明:
在对无人机、无人车、无人船、移动机器人等可移动平台的运动控制中,或者在对可移动平台上挂载的云台的控制中(该云台用于支撑负载,以实现增稳效果),通常需要用到陀螺仪来测量可移动平台或云台的角速度,而后将角速度作为反馈信息提供给闭环运动控制系统,以实现对无人机或云台的运动控制。然而,由于陀螺仪输出的角速度往往是包含噪声的,在闭环运动控制系统基于该角速度对无人机或云台的运动进行控制时,角速度的噪声会直接影响闭环运动控制系统的性能,并且,噪声越大,控制误差越大,控制性能越差。为了解决上述的技术问题,需要使用噪声更小的传感器,然而,这种传感器的成本往往更高、体积更大,不利于对该传感器进行布置或者进行结构设计。
图1为本发明实施例提供的一种角速度测量机构的结构示意图一;参考附图1所示,本实施例提供了一种角速度测量机构100,该测量机构100可以大幅度降低所测量的角速度的噪声,从而提高了角速度测量的准确性。具体的,该测量机构100可以包括:
陀螺仪组件101,设置于待检测对象上,用于测量待检测对象在预设方向上的第一角速度;
多个加速度计102,分布在待检测对象的不同位置,用于测量待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
处理器103,与陀螺仪组件101和多个加速度计102通信连接,用于获取待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,待检测对象可以是指需要检测角速度的任何设备,本实施例对于待检测对象的具体形状结构和结构类型不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用场景和应用需求对待检测对象进行设置,例如,待检测对象可以是指拍摄装置、设置于云台上的拍摄装置、云台、无人机、无人车、无人船等等。
在确定待检测对象之后,可以通过设置于待检测对象上的陀螺仪组件101测量待检测对象在预设方向上的第一角速度,其中,预设方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。具体实现时,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一预设坐标系,该预设坐标系可以包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向。而后,通过设置于待检测对象上的陀螺仪组件101可以检测到待检测对象在预设方向上的第一角速度。可以理解的是,本实施例对于陀螺仪组件101的具体形状结构不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求对陀螺仪组件101的具体结构进行设置,并且,所获得的第一角速度的个数可以为一个或多个,例如,可以只测量待检测对象在预设的X轴方向上的第一角速度;或者,也可以测量待检测对象分别在预设的X轴方向和Y轴方向上的第一角速度等等。
在一些实例中,如图2所示,在预设方向包括三个测量方向(即包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向)时,陀螺仪组件101可以为三轴陀螺仪101a,此时的三轴陀螺仪101a可以检测待检测对象在三个测量方向上的第一角速度,分别包括在预设的X轴方向上的第一角速度、在预设的Y轴方向上的第一角速度和在预设的Z轴方向上的第一角速度。
在另一些实例中,如图3所示,在预设方向包括三个测量方向时,陀螺仪组件101也可以包括三个单轴陀螺仪101b,每个单轴陀螺仪101b用于获取一个测量方向上的第一角速度。举例来说,设置于待检测对象上的陀螺仪组件101包括单轴陀螺仪A、单轴陀螺仪B和单轴陀螺仪C,其中,单轴陀螺仪A可以检测待检测对象在预设的X轴方向上的第一角速度,单轴陀螺仪B可以检测待检测对象在预设的Y轴方向上的第一角速度,单轴陀螺仪C可以检测待检测对象在预设的Z轴方向上的第一角速度。
进一步的,在陀螺仪组件101包括三个单轴陀螺仪101b时,为了能够保证陀螺仪组件101对位于同一位置处的第一角速度进行检测的一致性和准确性,三个单轴陀螺仪101b中任意两个单轴陀螺仪101b之间的距离小于预设阈值,简单理解为,三个单轴陀螺仪101b可以尽量位于待检测对象的同一个位置处。
在另一些实例中,在预设方向包括一个或者两个测量方向时,陀螺仪组件101也可以为三轴陀螺仪101a,此时的三轴陀螺仪101a可以检测待检测对象在三个测量方向上的第一角速度,分别包括在预设的X轴方向上的第一角速度、在预设的Y轴方向上的第一角速度和在预设的Z轴方向上的第一角速度,而后可以在所测量的三个第一角速度中选择需要进行数据处理的第一角速度。或者,在预设方向包括一个或者两个测量方向时,陀螺仪组件101也可以为一个或两个单轴陀螺仪101b,每个单轴陀螺仪101b用于获取一个测量方向上的第一角速度;从而有效地实现了对第一角速度的准确测量。
另外,本实施例对于多个加速度计102的具体个数不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,如图1-图3所示,多个加速度计102可以为3个,当然的,多个加速度计102的个数并不限于图中所限定的个数,其还可以为4个、5个、6个、7个、8个或者9个等等。多个加速度计102可以分布在待检测对象的不同位置处,以实现测量待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,也即,多个加速度计102可以测量待检测对象在不同位置处的一个方向或者一个以上方向上的线加速度。其中,至少一个方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。
举例来说,在至少一个方向包括预设的X轴方向时,多个加速度计102可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上的线加速度;在至少一个方向包括预设的X轴方向和Y轴方向时,多个加速度计102可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上和预设的Y轴方向上的线加速度;在至少一个方向包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向时,多个加速度计102可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向上的线加速度。
此外,本实施例对于多个加速度计102的具体结构、个数以及设置位置不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,在一些实例中,加速度计102可以包括三轴加速度计102,三轴加速度计102的个数为三个,并且,三个三轴加速度计102可以设置于三个不同位置处,用于测量待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。
如图4所示,以三个不同的位置包括位置A、位置B和位置C为例进行说明,可以理解的是,上述的位置A、位置B和位置C并不限于上述图中所标识的位置,本领域技术人员还可以根据具体的应用需求和设计需求将位置A、位置B和位置C设置在其他位置处。
在三个不同的位置包括位置A、位置B和位置C时,上述的每个位置处均可以设置一个三轴加速度计102,此时的三轴加速度计102的个数为三个,从而可以测量待检测对象在位置A、位置B和位置C处的至少一个方向上的线加速度。
在另一些实例中,为了能够保证线加速度测量的稳定可靠性,在对多个加速度计102进行布置时,多个加速度计102所在的位置可以形成一预设平面。并且,多个加速度计102所在的位置可以构成一等腰三角形,或者,多个加速度计102所在的位置还可以构成一等边三角形。进一步的,在待检测对象的坐标系下,预设平面与坐标系中的坐标平面相互平行或者垂直。
具体的,以待检测对象为拍摄装置为例,可以基于拍摄装置建立一预设坐标系,其中,平行或重合光轴的方向可以是X轴方向,与X轴方向平行朝左的方向可以是Y轴方向,竖直向上的方向可以是Z轴方向,并且,坐标系中的预设原点的位置可以发生变化,只要符合上述的关系即可。
进一步的,在多个加速度计102为三个三轴加速度计102时,三个三轴加速度计102可以设置于拍摄装置上的三个不同位置处,三个不同位置处可以为拍摄装置的壳体上的三个不同位置,如图4所示,在预设的坐标系XYZ中,三个三轴加速度计102所在的位置A、位置B和位置C构成了一预设平面P,其中,位置A、位置B和位置C可以构成一等腰三角形或者等边三角形,并且,上述的预设平面P可以与坐标系中的XY平面相互平行,或者,也可以认为该预设平面P与坐标系中的XZ平面相互垂直。通过上述布局的三轴加速度计102,不仅可以准确地获取到在位置A、位置B和位置C处的至少一个方向上的线加速度,并且方便基于所获取到的线加速度进行分析处理,进而提高了对目标角速度进行获取的质量和效率。
在又一些实例中,加速度计102还可以包括单轴加速度计102,单轴加速度计102的个数为九个,九个单轴加速度计102同样可以设置于三个不同位置处,用于测量待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。进一步的,每三个单轴加速度计102可以设置于同一位置,九个单轴加速度计102所在的位置形成一预设平面。
同样的,以待检测对象为拍摄装置为例,在多个加速度计102包括九个单轴加速度计102时,九个单轴加速度计102可以设置于拍摄装置上的三个不同位置处,三个不同位置处可以为拍摄装置的壳体上的三个不同位置,如图4所示,九个三轴加速度计102所在的位置A、位置B和位置C构成了一预设平面P,其中,在位置A处可以设置有三个单轴加速度计102,每个单轴加速度计102可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度;同理的,位置B处可以设置有三个单轴加速度计102,每个单轴加速度计102可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度;位置C处可以设置有三个单轴加速度计102,每个单轴加速度计102可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度。需要注意的是,当同一个位置处设置三个单轴加速度计102时,三个单轴加速度计102中任意两个单轴加速度计102之间的距离小于预设阈值,以使得三个单轴加速度计102可以尽量位于待检测对象的同一个位置处,从而提高了对线加速度进行获取的准确性和精确度。
需要注意的是,多个加速度计102所设置的位置并不限于上述所例举的三个位置,还可以是其他个数的位置,例如:多个加速度计102可以设置于待检测对象上的4个位置、5个位置或者6个位置等等,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,只要能够保证多个加速度计102所在的位置尽量构成一个规则的形状(例如:正方形、长方形、正五边形、正六边形等等)即可,以便于对加速度计102所获得的线加速度进行分析处理。
进一步的,在通过陀螺仪组件101获得待检测对象在预设方向上的第一角速度、以及多个加速度计102获得待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度之后,处理器103可以获取到待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,而后可以对上述的第一角速度和线加速度进行分析处理,以确定待检测对象在预设方向上的目标角速度,从而有效地获得的降低了目标角速度的噪声,进而提高了目标角速度获取的准确可靠性。需要说明的是,所获得的目标角速度所在的预设方向与上述的线加速度所在的至少一个方向、以及第一角速度所在的预设方向不同或者部分不同。
在另一些实例中,上述实施例中角速度测量机构100所包括的陀螺仪组件101和多个加速度计102可以由三个惯性测量单元(Inertial measurement unit,简称IMU)所替代,具体的,角速度测量机构100可以包括三个IMU和一个处理器103,其中,三个IMU分别与处理器103通信连接,每个IMU可以包括三个单轴加速度计和三个单轴陀螺仪,并且,三个IMU可以设置于待检测对象的三个不同的位置处,以实现通过IMU中包括的单轴陀螺仪测量待检测对象在预设方向上的第一角速度,通过IMU中包括的单轴加速度计测量待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度。具体应用时,本领域技术人员可以根据具体的应用需求选择不同结构的角速度测量机构100,只要能够保证角速度测量机构100可以稳定、有效地实现角速度的测量即可,在此不再赘述。
本实施例提供的角速度测量机构100,通过陀螺仪组件101获得待检测对象在预设方向上的第一角速度,通过多个加速度计102获得待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,而后通过处理器103对第一角速度和线加速度进行分析处理,获取到待检测对象在预设方向上的目标角速度,有效地减低了目标角速度所携带的噪声,从而降低了基于目标角速度对待检测对象进行控制的控制误差,提高了对待检测对象进行控制的稳定性和精确度。此外,该角速度测量机构100的结构简单、容易实现、成本较低,进一步提高了该测量机构100的实用性。
在上述实施例的基础上,继续参考附图1-4所示,在处理器103根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度时,该处理器103,具体用于:
根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的角加速度;
根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,在处理器103获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度之后,可以对线加速度进行分析处理,从而可以确定待检测对象在预设方向上的角加速度。具体的,在处理器103根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度时,该处理器103,具体用于:
在待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;
确定多个加速度计102所在的不同位置之间的第一距离;
根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
具体的,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一坐标系,该坐标系中包括预设原点,而后处理器103可以获取预设原点在至少一个方向上的线加速度。可以理解的是,上述的至少一个方向可以包括以下至少之一:预设X轴方向、预设Y轴方向和预设Z轴方向,而其他预设方向是不同于至少一个方向的其他坐标轴方向。举例来说,在至少一个方向包括预设X轴方向时,其他预设方向则包括预设Y轴方向和预设Z轴方向;在至少一个方向包括预设X轴方向和预设Z轴方向时,其他预设方向则包括预设Y轴方向。
另外,在待检测对象的坐标系下,可以识别多个加速度计102所在的不同位置,而后确定不同位置之间的第一距离。举例来说,在多个加速度计102设置于坐标系中的位置A、位置B和位置C处时,处理器103可以获取到位置A与位置B之间的第一距离、位置A与位置C之间的第一距离、位置B与位置C之间的第一距离。
在获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离之后,可以对检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离进行分析识别,以确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
举例来说,预设方向包括Y轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计102所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,在处理器103根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,该处理器103具体用于:
根据待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的线加速度、待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第二位置与第一位置之间的第一距离、待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Y轴方向上的角加速度。
具体的,以第一位置为位置A、第二位置为位置B和第三位置为位置C为例,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件101和多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置A处的Z轴方向上的线加速度aAz、待检测对象在位置B处的Z轴方向上的线加速度aBz、待检测对象在X轴方向上的第一角速度wX,待检测对象在Z轴方向上的第一角速度wZ,而后可以确定位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aAz、线加速度aBz、第一距离LAB、第一角速度wX和第一角速度wZ进行处理,从而确定待检测对象在Y轴方向上的角加速度具体的,
本实施例中,处理器103通过获取预设原点在至少一个方向上的线加速度,确定多个加速度计102所在的不同位置之间的第一距离,而后根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度,有效地保证了对待检测对象在预设方向上的角加速度进行获取的准确可靠性,进一步提高了基于角加速度确定目标角速度的准确度。
在上述实施例的基础上,继续参考附图1-4所示,又一种确定待检测对象在预设方向上的角加速度的方式为,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,处理器103,还用于:
确定多个加速度计102所在的不同位置与预设原点之间的第二距离;
根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
具体的,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一坐标系,该坐标系中包括预设原点,在待检测对象的坐标系下,可以识别多个加速度计102所在的不同位置,而后确定不同位置与预设原点之间的第二距离。举例来说,在预设原点为位置O,多个加速度计102设置于坐标系中的位置A、位置B和位置C处时,处理器103可以获取到位置A与位置O之间的第二距离、位置B与位置0之间的第二距离、位置C与位置O之间的第二距离。
在获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离之后,可以对检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离进行分析识别,以确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括X轴方向;其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计102所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;此时,在处理器103根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,该处理器103,具体用于:
根据待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的线加速度、预设原点在Z轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在X轴方向上的角加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件101和多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置C处的Z轴方向上的线加速度aCz、待检测对象在位置O处的Z轴方向上的线加速度aOz、待检测对象在Y轴方向上的第一角速度wY、待检测对象在Z轴方向上的第一角速度wz,而后可以确定位置C和位置O之间的第二距离LOC,之后,处理器103可以对上述的线加速度aCz、线加速度aOz、第二距离LOC、第一角速度wY和第一角速度wZ进行处理,从而确定待检测对象在X轴方向上的角加速度具体的,
在另一些实例中,预设方向包括Z轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计102所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;此时,在处理器103根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,该处理器103,具体用于:
根据待检测对象在预设原点处的X轴方向上的线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Z轴方向上的角加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件101和多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置O处的X轴方向上的线加速度aOx,待检测对象在位置C处的X轴方向上的线加速度aCx,待检测对象在Y轴方向上的第一角速度wY,待检测对象在X轴方向上的第一角速度wX,而后可以确定位置C和位置O之间的第二距离LOC,之后,处理器103可以对上述的线加速度aOx、线加速度aCx、第二距离LOC、第一角速度wY和第一角速度wX进行处理,从而确定待检测对象在X轴方向上的角加速度具体的,
需要注意的是,上述所限定的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、位置A、位置B和位置C只是为了方便对本实施例的实现过程进行描述,具体实现时,X轴方向、Y轴方向和Z轴方向可以并不是基于待检测对象所建立的坐标方向,还可以是其他方向,相类似的,位置A、位置B和位置C的位置也可以并不限定于是位于坐标轴上的点,还可以是位于坐标系中的其他位置点,只是对于位置A、位置B和位置C而言,在将位置A、位置B和位置C的位置限定在位于坐标轴上时,可以方便基于位置A、位置B和位置C的位置进行角速度的测量计算。
本实施例中,通过确定多个加速度计102所在的不同位置与预设原点之间的第二距离;并根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度,有效地实现了通过其他的方式也可以获取待检测对象在预设方向上的角加速度,并且可以保证角加速度进行获取的准确可靠性,进一步提高了该测量机构100使用的灵活可靠性。
在上述实施例的基础上,继续参考附图1-4所示,在处理器103获取预设原点在至少一个方向上的线加速度时,本实施例对于线加速度的具体获取方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,在处理器103获取预设原点在至少一个方向上的线加速度时,该处理器103,具体用于:根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度。
在一些实例中,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计102所在的不同位置可以包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,在处理器103根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度时,该处理器103,具体用于:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的线加速度。
具体的,以第一位置为位置A、第二位置为位置B和第三位置为位置C为例,继续参考附图4所示,通过多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置B处的X轴方向上的线加速度aBx、待检测对象在位置A处的X轴方向上的线加速度aAx,而后可以确定位置A和位置O之间的第二距离LOA、位置B和位置O之间的第二距离LBO、位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aBx、线加速度aAx、第一距离LAB、第二距离LOA和第二距离LBO进行处理,从而确定预设原点在X轴方向上的线加速度aOx,具体的,aOx=(aBxLOA+aAxLBO)/LAB。
在另一些实例中,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计102所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,在处理器103根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度时,该处理器103,具体用于:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的线加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置B处的Z轴方向上的线加速度aBz、待检测对象在位置A处的Z轴方向上的线加速度aAz,而后可以确定位置A和位置O之间的第二距离LOA、位置B和位置O之间的第二距离LBO、位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aBz、线加速度aAz、第一距离LAB、第二距离LOA和第二距离LBO进行处理,从而确定预设原点在Z轴方向上的线加速度aOz,具体的,aOz=(aBzLOA+aAzLBO)/LAB。
本实施例中,根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度,从而实现了对待检测对象在预设原点处的至少一个方向上的线加速度进行获取的准确可靠性,进一步提高了对角速度进行测量的准确性。
在上述实施例的基础上,继续参考附图1-4所示,在处理器103获取到第一角速度和角加速度之后,可以对第一角速度和角加速度进行分析处理,具体的,本实施例对于对第一角速度和角加速度进行分析处理的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,在处理器103根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度时,本实施例中的处理器103,具体用于:
对待检测对象在预设方向上的角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得待检测对象在预设方向上的第二角速度;
对待检测对象在预设方向上的第一角速度进行低通滤波,获得待检测对象在预设方向上的第三角速度;
将第二角速度与第三角速度的和值确定为待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。具体的,待检测对象在预设方向上的角加速度是通过多个加速度计102获得的,此时,所获得的角加速度的高频部分为有效数据部分,在获取到角加速度之后,可以对角加速度进行高通滤波,即过滤掉角加速度的低频部分,之后,可以对滤波后的角加速度进行积分处理,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第二角速度。
相类似的,待检测对象在预设方向上的第一角速度是通过陀螺仪组件101获得的,此时,所获得的第一角速度的低频部分为有效数据部分。因此,在获取到第一角速度之后,可以对第一角速度进行低通滤波,即过滤掉第一角速度的高频部分,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第三角速度。
在获取到第二角速度和第三角速度之后,可以将第二角速度与第三角速度的和值确定为待检测对象在预设方向上的目标角速度,由于该目标角速度融合了通过高频滤波后的第二角速度和低频滤波后的第三角速度,从而有效地降低了目标角速度所携带的噪声信息,进而提高了目标角速度获取的准确可靠性。
举例来说,待检测对象在预设方向上的角加速度为a0,待检测对象在预设方向上的第一角速度为W1,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率均为f,此时,在获取到角加速度a0之后,可以利用上述截止频率的高通滤波器对角加速度a0进行高通滤波,从而可以获得滤波后的角加速度为a1,而后可以对角加速度a1在预设时间段内进行积分处理,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第二角速度W2。相类似的,在获得第一角速度W1之后,可以利用上述截止频率的低通滤波器对第一角速度W1进行低通滤波,从而可以获得第三角速度W3,而后可以将第二角速度与第三角速度的和值确定为目标角速度,即W=W2+W3,从而有效地实现了可以准确、有效地获取到目标角速度,进而提高了该测量机构100的实用性。
在上述实施例的基础上,参考附图1-4所示,在待检测对象为设置于云台上的拍摄装置,云台上设置有驱动电机时,本实施例中的处理器103还可以用于:
根据目标角速度确定与驱动电机相对应的控制参数;
根据控制参数对驱动电机进行控制,以实现对云台的姿态进行调整。
具体的,在获取到目标角速度之后,可以将目标角速度输入到预设的闭环运动控制系统中,从而可以获得与驱动电机相对应的控制参数,而后可以基于该控制参数对云台上的驱动电机进行控制,进而可以实现通过驱动电机对云台的位姿进行调整,以实现对拍摄装置的位姿进行调整,这样可以有效地保证设置于云台上的拍摄装置进行工作的稳定可靠性。
此外,本实施例提供了又一种角速度测量机构,该测量机构可以大幅度降低所测量的角速度的噪声,从而提高了角速度测量的准确性。具体的,该测量机构可以包括:
陀螺仪组件,设置于待检测对象上;
多个加速度计,分布在待检测对象的不同位置;
其中,陀螺仪组件与多个加速度计用于配合确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
在一些实例中,所述陀螺仪组件为三轴陀螺仪。
在一些实例中,陀螺仪组件包括三个单轴陀螺仪,三个单轴陀螺仪中任意两个单轴陀螺仪之间的距离小于预设阈值。
在一些实例中,加速度计包括三轴加速度计,三轴加速度计的个数为三个,三个三轴加速度计设置于三个不同位置处。
在一些实例中,三个所述三轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
在一些实例中,加速度计包括单轴加速度计,单轴加速度计的个数为九个,九个单轴加速度计设置于三个不同位置处,每三个单轴加速度计设置于同一位置。
在一些实例中,每三个单轴加速度计设置于同一位置,九个单轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
在一些实例中,在所述待检测对象的坐标系下,所述预设平面与所述坐标系中的坐标平面相互平行或者垂直。
在一些实例中,多个所述加速度计所在的位置构成一等腰三角形。
本实施例中的测量机构的具体结构、实现原理以及实现效果与上述图1-图4所示实施例的测量机构的具体结构、实现原理以及实现效果相同,本实施例未详细描述的部分,可参考对图1-图4所示实施例的相关说明,在此不再赘述。
图5为本发明实施例提供的一种角速度测量方法的流程示意图一;参考附图5所示,本实施例提供了一种角速度测量方法,该方法的执行主体可以为角速度测量装置,该角速度测量装置可以实现为软件、或者软件和硬件的组合,具体应用时,该角速度测量装置可以为处理器。具体的,该方法可以包括:
步骤S501:通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
步骤S502:通过多个加速度计获取待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
步骤S503:根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,待检测对象可以是指需要检测角速度的任何设备,本实施例对于待检测对象的具体形状结构和结构类型不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用场景和应用需求对待检测对象进行设置,例如,待检测对象可以是指拍摄装置、设置于云台上的拍摄装置、云台、无人机、无人车、无人船等等。
在确定待检测对象之后,可以通过设置于待检测对象上的陀螺仪组件测量待检测对象在预设方向上的第一角速度,其中,预设方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。具体实现时,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一预设坐标系,该预设坐标系可以包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向。而后,通过设置于待检测对象上的陀螺仪组件可以检测到待检测对象在预设方向上的第一角速度。可以理解的是,本实施例对于陀螺仪组件101的具体形状结构不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求对陀螺仪组件的具体结构进行设置,并且,所获得的第一角速度的个数可以为一个或多个,例如,可以只测量待检测对象在预设的X轴方向上的第一角速度;或者,也可以测量待检测对象分别在预设的X轴方向和Y轴方向上的第一角速度等等。
在一些实例中,如图2所示,在预设方向包括三个测量方向(即包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向)时,陀螺仪组件可以为三轴陀螺仪,此时的三轴陀螺仪可以检测待检测对象在三个测量方向上的第一角速度,分别包括在预设的X轴方向上的第一角速度、在预设的Y轴方向上的第一角速度和在预设的Z轴方向上的第一角速度。
在另一些实例中,如图3所示,在预设方向包括三个测量方向时,陀螺仪组件也可以包括三个单轴陀螺仪,每个单轴陀螺仪用于获取一个测量方向上的第一角速度。举例来说,设置于待检测对象上的陀螺仪组件包括单轴陀螺仪A、单轴陀螺仪B和单轴陀螺仪C,其中,单轴陀螺仪A可以检测待检测对象在预设的X轴方向上的第一角速度,单轴陀螺仪B可以检测待检测对象在预设的Y轴方向上的第一角速度,单轴陀螺仪C可以检测待检测对象在预设的Z轴方向上的第一角速度。
进一步的,在陀螺仪组件包括三个单轴陀螺仪时,为了能够保证陀螺仪组件对位于同一位置处的第一角速度进行检测的一致性和准确性,三个单轴陀螺仪中任意两个单轴陀螺仪之间的距离小于预设阈值,简单理解为,三个单轴陀螺仪可以尽量位于待检测对象的同一个位置处。
在另一些实例中,在预设方向包括一个或者两个测量方向时,陀螺仪组件也可以为三轴陀螺仪,此时的三轴陀螺仪可以检测待检测对象在三个测量方向上的第一角速度,分别包括在预设的X轴方向上的第一角速度、在预设的Y轴方向上的第一角速度和在预设的Z轴方向上的第一角速度,而后可以在所测量的三个第一角速度中选择需要进行数据处理的第一角速度。或者,在预设方向包括一个或者两个测量方向时,陀螺仪组件也可以为一个或两个单轴陀螺仪,每个单轴陀螺仪用于获取一个测量方向上的第一角速度;从而有效地实现了对第一角速度的准确测量。
另外,本实施例对于多个加速度计的具体个数不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,如图1-图3所示,多个加速度计可以为3个,当然的,多个加速度计102的个数并不限于图中所限定的个数,其还可以为4个、5个、6个、7个、8个或者9个等等。多个加速度计可以分布在待检测对象的不同位置处,以实现测量待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,也即,多个加速度计可以测量待检测对象在不同位置处的一个方向或者一个以上方向上的线加速度。其中,至少一个方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。
举例来说,在至少一个方向包括预设的X轴方向时,多个加速度计可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上的线加速度;在至少一个方向包括预设的X轴方向和Y轴方向时,多个加速度计可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上和预设的Y轴方向上的线加速度;在至少一个方向包括预设的X轴方向、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向时,多个加速度计可以测量待检测对象在不同位置处的预设的X轴方向上、预设的Y轴方向和预设的Z轴方向上的线加速度。
此外,本实施例对于多个加速度计的具体结构、个数以及设置位置不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,在一些实例中,加速度计可以包括三轴加速度计,三轴加速度计的个数为三个,并且,三个三轴加速度计可以设置于三个不同位置处,用于测量待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。
如图4所示,以三个不同的位置包括位置A、位置B和位置C为例进行说明,可以理解的是,上述的位置A、位置B和位置C并不限于上述图中所标识的位置,本领域技术人员还可以根据具体的应用需求和设计需求将位置A、位置B和位置C设置在其他位置处。
在三个不同的位置包括位置A、位置B和位置C时,上述的每个位置处均可以设置一个三轴加速度计,此时的三轴加速度计的个数为三个,从而可以测量待检测对象在位置A、位置B和位置C处的至少一个方向上的线加速度。
在另一些实例中,为了能够保证线加速度测量的稳定可靠性,在对多个加速度计进行布置时,多个加速度计所在的位置A可以形成一预设平面。并且,多个加速度计所在的位置可以构成一等腰三角形,或者,多个加速度计所在的位置还可以构成一等边三角形。进一步的,在待检测对象的坐标系下,预设平面与坐标系中的坐标平面相互平行或者垂直。
具体的,以待检测对象为拍摄装置为例,可以基于拍摄装置建立一预设坐标系,其中,平行或重合光轴的方向可以是X轴方向,与X轴方向平行朝左的方向可以是Y轴方向,竖直向上的方向可以是Z轴方向,从而实现了基于拍摄装置建立了一坐标系,并且,坐标系中的预设原点的位置可以发生变化,只要符合上述的关系即可。
进一步的,在多个加速度计为三个三轴加速度计时,三个三轴加速度计可以设置于拍摄装置上的三个不同位置处,三个不同位置处可以为拍摄装置的壳体上的三个不同位置,如图4所示,在预设的坐标系XYZ中,三个三轴加速度计所在的位置A、位置B和位置C构成了一预设平面P,其中,位置A、位置B和位置C可以构成一等腰三角形或者等边三角形,并且,上述的预设平面P可以与坐标系中的XY平面相互平行,或者,也可以认为该预设平面P与坐标系中的XZ平面相互垂直。通过上述布局的三轴加速度计,不仅可以准确地获取到在位置A、位置B和位置C处的至少一个方向上的线加速度,并且方便基于所获取到的线加速度进行分析处理,进而提高了对目标角速度进行获取的质量和效率。
在又一些实例中,加速度计还可以包括单轴加速度计,单轴加速度计的个数为九个,九个单轴加速度计同样可以设置于三个不同位置处,用于测量待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。进一步的,每三个单轴加速度计可以设置于同一位置,九个单轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
同样的,以待检测对象为拍摄装置为例,在多个加速度计包括九个单轴加速度计时,九个单轴加速度计可以设置于拍摄装置上的三个不同位置处,三个不同位置处可以为拍摄装置的壳体上的三个不同位置,如图4所示,九个三轴加速度计所在的位置A、位置B和位置C构成了一预设平面P,其中,在位置A处可以设置有三个单轴加速度计,每个单轴加速度计可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度;同理的,位置B处可以设置有三个单轴加速度计,每个单轴加速度计可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度;位置C处可以设置有三个单轴加速度计,每个单轴加速度计可以测量待检测对象在一个方向上的线加速度。需要注意的是,当同一个位置处设置三个单轴加速度计时,三个单轴加速度计中任意两个单轴加速度计之间的距离小于预设阈值,以使得三个单轴加速度计可以尽量位于待检测对象的同一个位置处,从而提高了对线加速度进行获取的准确性和精确度。
需要注意的是,多个加速度计所设置的位置并不限于上述所例举的三个位置,还可以是其他个数的位置,例如:多个加速度计可以设置于待检测对象上的4个位置、5个位置或者6个位置等等,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,只要能够保证多个加速度计所在的位置尽量构成一个规则的形状(例如:正方形、长方形、正五边形、正六边形等等)即可,以便于对加速度计所获得的线加速度进行分析处理。
进一步的,在通过陀螺仪组件获得待检测对象在预设方向上的第一角速度、以及多个加速度计获得待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度之后,可以对上述的第一角速度和线加速度进行分析处理,以确定待检测对象在预设方向上的目标角速度,从而有效地获得的降低了目标角速度的噪声,进而提高了目标角速度获取的准确可靠性。需要说明的是,所获得的目标角速度所在的预设方向与上述的线加速度所在的至少一个方向、以及第一角速度所在的预设方向不同或者部分不同。
需要注意的是,本实施例的上述方法中步骤S501与步骤S502的执行时序并不限定于上述所例举的顺序,即步骤S501也可以在步骤S502之后执行,或者,步骤S501可以与步骤S502同时执行,本领域技术人员可以根据具体的应用需求选择不同的执行方式。
本实施例提供的角速度测量方法,通过陀螺仪组件获得待检测对象在预设方向上的第一角速度,通过多个加速度计获得待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,而后对第一角速度和线加速度进行分析处理,获取到待检测对象在预设方向上的目标角速度,有效地减低了目标角速度所携带的噪声,从而降低了基于目标角速度对待检测对象进行控制的控制误差,提高了对待检测对象进行控制的稳定性和精确度。此外,该角速度测量方法简单、容易实现、成本较低,进一步提高了该测量方法的实用性。
图6为图5实施例中提供的根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图6所示,本实施例对于确定待检测对象在预设方向上的目标角速度的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度可以包括:
步骤S601:根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
步骤S602:根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,在获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度之后,可以对线加速度进行分析处理,从而可以确定待检测对象在预设方向上的角加速度,具体的,参考附图7所示,根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的角加速度可以包括:
步骤S701:在待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;
步骤S702:确定多个加速度计所在的不同位置之间的第一距离;
步骤S703:根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
具体的,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一坐标系,该坐标系中包括预设原点,而后可以获取预设原点在至少一个方向上的线加速度。可以理解的是,上述的至少一个方向可以包括以下至少之一:预设X轴方向、预设Y轴方向和预设Z轴方向,而其他预设方向是不同于至少一个方向的其他坐标轴方向。举例来说,在至少一个方向包括预设X轴方向时,其他预设方向则包括预设Y轴方向和预设Z轴方向;在至少一个方向包括预设X轴方向和预设Z轴方向时,其他预设方向则包括预设Y轴方向。
另外,在待检测对象的坐标系下,可以识别多个加速度计所在的不同位置,而后确定不同位置之间的第一距离。举例来说,在多个加速度计设置于坐标系中的位置A、位置B和位置C处时,处理器103可以获取到位置A与位置B之间的第一距离、位置A与位置C之间的第一距离、位置B与位置C之间的第一距离。
在获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离之后,可以对检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离进行分析识别,以确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括Y轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度可以包括:
步骤S7031:根据待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的线加速度、待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第一位置与第二位置之间的第一距离、待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Y轴方向上的角加速度。
具体的,以第一位置为位置A、第二位置为位置B和第三位置为位置C为例,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件和多个加速度计可以获取到:待检测对象在位置A处的Z轴方向上的线加速度aAz、待检测对象在位置B处的Z轴方向上的线加速度aBz、待检测对象在X轴方向上的第一角速度wX,待检测对象在Z轴方向上的第一角速度wZ,而后可以确定位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aAz、线加速度aBz、第一距离LAB、第一角速度wX和第一角速度wZ进行处理,从而确定待检测对象在Y轴方向上的角加速度具体的,
需要注意的是,本实施例的上述方法中步骤S701与步骤S702的执行时序并不限定于上述所例举的顺序,即步骤S701也可以在步骤S702之后执行,或者,步骤S701可以与步骤S702同时执行,本领域技术人员可以根据具体的应用需求选择不同的执行方式。
在上述实施例的基础上,参考附图8所示,本实施例提供了另一种确定待检测对象在预设方向上的角加速度的实现方式,具体的,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,本实施例中的方法还可以包括:
步骤S801:确定多个加速度计所在的不同位置与预设原点之间的第二距离;
步骤S802:根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
具体的,在确定待检测对象之后,可以基于待检测对象建立一坐标系,该坐标系中包括预设原点,在待检测对象的坐标系下,可以识别多个加速度计所在的不同位置,而后确定不同位置与预设原点之间的第二距离。举例来说,在预设原点为位置O,多个加速度计设置于坐标系中的位置A、位置B和位置C处时,可以获取到位置A与位置O之间的第二距离、位置B与位置0之间的第二距离、位置C与位置O之间的第二距离。
在获取到待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离之后,可以对检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离进行分析识别,以确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括X轴方向;其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;此时,根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度可以包括:
步骤S8021:根据待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的线加速度、预设原点在Z轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在X轴方向上的角加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件101和多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置C处的Z轴方向上的线加速度aCz、待检测对象在位置O处的Z轴方向上的线加速度aOz、待检测对象在Y轴方向上的第一角速度wY、待检测对象在Z轴方向上的第一角速度wz,而后可以确定位置C和位置O之间的第二距离LOC,之后,处理器103可以对上述的线加速度aCz、线加速度aOz、第二距离LOC、第一角速度wY和第一角速度wZ进行处理,从而确定待检测对象在X轴方向上的角加速度具体的,
在另一些实例中,预设方向包括Z轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;此时,根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度可以包括:
步骤S8022:根据待检测对象在预设原点处的X轴方向上的线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Z轴方向上的角加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过陀螺仪组件101和多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置O处的X轴方向上的线加速度aOx,待检测对象在位置C处的X轴方向上的线加速度aCx,待检测对象在Y轴方向上的第一角速度wY,待检测对象在X轴方向上的第一角速度wX,而后可以确定位置C和位置O之间的第二距离LOC,之后,处理器103可以对上述的线加速度aOx、线加速度aCx、第二距离LOC、第一角速度wY和第一角速度wX进行处理,从而确定待检测对象在X轴方向上的角加速度具体的,
需要注意的是,上述所限定的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、位置A、位置B和位置C只是为了方便对本实施例的实现过程进行描述,具体实现时,X轴方向、Y轴方向和Z轴方向可以并不是基于待检测对象所建立的坐标方向,还可以是其他方向,相类似的,位置A、位置B和位置C的位置也可以并不限定于是位于坐标轴上的点,还可以是位于坐标系中的其他位置点,只是对于位置A、位置B和位置C而言,在将位置A、位置B和位置C的位置限定在位于坐标轴上时,可以方便基于位置A、位置B和位置C的位置进行角速度的测量计算。
本实施例中,通过确定多个加速度计所在的不同位置与预设原点之间的第二距离;并根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度,有效地实现了通过其他的方式也可以获取待检测对象在预设方向上的角加速度,并且可以保证角加速度进行获取的准确可靠性,进一步提高了该测量方法使用的灵活可靠性。
另外,本实施例对于上述获取预设原点在至少一个方向上的线加速度的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的获取预设原点在至少一个方向上的线加速度可以包括:
步骤S7011:根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度。
在一些实例中,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置可以包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度可以包括:
步骤S70111:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的线加速度。
具体的,以第一位置为位置A、第二位置为位置B和第三位置为位置C为例,继续参考附图4所示,通过多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置B处的X轴方向上的线加速度aBx、待检测对象在位置A处的X轴方向上的线加速度aAx,而后可以确定位置A和位置O之间的第二距离LOA、位置B和位置O之间的第二距离LBO、位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aBx、线加速度aAx、第一距离LAB、第二距离LOA和第二距离LBO进行处理,从而确定预设原点在X轴方向上的线加速度aOx,具体的,aOx=(aBxLOA+aAxLBO)/LAB。
在另一些实例中,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;此时,根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度可以包括:
步骤S70112:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的线加速度。
具体的,继续参考附图4所示,通过多个加速度计102可以获取到:待检测对象在位置B处的Z轴方向上的线加速度aBz、待检测对象在位置A处的Z轴方向上的线加速度aAz,而后可以确定位置A和位置O之间的第二距离LOA、位置B和位置O之间的第二距离LBO、位置B和位置A之间的第一距离LAB,之后,处理器103可以对上述的线加速度aBz、线加速度aAz、第一距离LAB、第二距离LOA和第二距离LBO进行处理,从而确定预设原点在Z轴方向上的线加速度aOz,具体的,aOz=(aBzLOA+aAzLBO)/LAB。
本实施例中,根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度,从而实现了对待检测对象在预设原点处的至少一个方向上的线加速度进行获取的准确可靠性,进一步提高了对角速度进行测量的准确性。
图9为图6实施例提供的根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度的流程示意图;在上述实施例的基础上,继续参考附图9所示,本实施例对于确定待检测对象在预设方向上的目标角速度的具体实现方式不做限定,本领域技术人员可以根据具体的应用需求和设计需求进行设置,较为优选的,本实施例中的根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度可以包括:
步骤S901:对待检测对象在预设方向上的角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得待检测对象在预设方向上的第二角速度。
步骤S902:对待检测对象在预设方向上的第一角速度进行低通滤波,获得待检测对象在预设方向上的第三角速度。
步骤S903:将第二角速度与第三角速度的和值确定为待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。
需要注意的是,本实施例的上述方法中步骤S901与步骤S902的执行时序并不限定于上述所例举的顺序,即步骤S901也可以在步骤S902之后执行,或者,步骤S901可以与步骤S902同时执行,本领域技术人员可以根据具体的应用需求选择不同的执行方式。
其中,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。具体的,待检测对象在预设方向上的角加速度是通过多个加速度计获得的,此时,所获得的角加速度的高频部分为有效数据部分,在获取到角加速度之后,可以对角加速度进行高通滤波,即过滤掉角加速度的低频部分,之后,可以对滤波后的角加速度进行积分处理,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第二角速度。
相类似的,待检测对象在预设方向上的第一角速度是通过陀螺仪组件获得的,此时,所获得的第一角速度的低频部分为有效数据部分。因此,在获取到第一角速度之后,可以对第一角速度进行低通滤波,即过滤掉第一角速度的高频部分,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第三角速度。
在获取到第二角速度和第三角速度之后,可以将第二角速度与第三角速度的和值确定为待检测对象在预设方向上的目标角速度,由于该目标角速度融合了通过高频滤波后的第二角速度和低频滤波后的第三角速度,从而有效地降低了目标角速度所携带的噪声信息,进而提高了目标角速度获取的准确可靠性。
举例来说,待检测对象在预设方向上的角加速度为a0,待检测对象在预设方向上的第一角速度为W1,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率均为f,此时,在获取到角加速度a0之后,可以利用上述截止频率的高通滤波器对角加速度a0进行高通滤波,从而可以获得滤波后的角加速度为a1,而后可以对角加速度a1在预设时间段内进行积分处理,从而可以获得待检测对象在预设方向上的第二角速度W2。相类似的,在获得第一角速度W1之后,可以利用上述截止频率的低通滤波器对第一角速度W1进行低通滤波,从而可以获得第三角速度W3,而后可以将第二角速度与第三角速度的和值确定为目标角速度,即W=W2+W3,从而有效地实现了可以准确、有效地获取到目标角速度,进而提高了该测量方法的实用性。
图10为本发明实施例提供的又一种角速度测量方法的流程示意图;在上述任意一个实施例的基础上,继续参考附图10所示,本实施例中的待检测对象可以为设置于云台上的拍摄装置,云台上设置有驱动电机;此时,本实例中的方法还可以包括:
步骤S1001:根据目标角速度确定与驱动电机相对应的控制参数;
步骤S1002:根据控制参数对驱动电机进行控制,以实现对云台的姿态进行调整。
具体的,在获取到目标角速度之后,可以将目标角速度输入到预设的闭环运动控制系统中,从而可以获得与驱动电机相对应的控制参数,而后可以基于该控制参数对云台上的驱动电机进行控制,进而可以实现通过驱动电机对云台的位姿进行调整,以实现对拍摄装置的位姿进行调整,这样可以有效地保证设置于云台上的拍摄装置进行工作的稳定可靠性。
具体应用时,参考附图11所示,本应用实施例提供了一种角速度测量方法,该测量方法的执行主体可以为角速度测量机构,该角速度测量机构可以是由三个微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,简称MEMS)的三轴加速度计和一个MEMS的三轴陀螺仪组合构成,该角速度测量机构的成本较低,并且能够输出低噪声的角速度,有效地解决了利用传统的陀螺仪获得噪声较大的角速度的问题。具体的,角速度测量原理是:使用三个MEMS的三轴加速度计来计算角加速度,而后将计算得到的角加速度进行积分得到角速度,然后,将上述计算获得的角速度和MEMS陀螺仪输出的角速度进行互补滤波处理,得到最终输出的低噪声角速度。
需要注意的是,在对三个MEMS三轴加速度计进行布置时,可以将三个MEMS三轴加速度计布置在待检测对象的三个不同位置上,并且,当任意两个三轴加速度计的设置位置的距离越大,越有利于减小组合陀螺仪输出的角速度噪声,较为优选的,三个三轴加速度计可以布置形成一个等边三角形。
具体实现时,三个MEMS加速度计可以布置在待检测对象(预设刚体)的三个固定位置上,在待检测对象的结构确定之后,可以通过对加速度计所布置的三个固定位置获得相邻两个固定位置之间的距离信息R。在三个固定位置中包括P点和Q点时,即可以实现根据待检测对象的结构设计参数获得上述公式中的RQ|P。
为了便于说明,可以以三个加速度计的设置位置分别用位置A、位置B、位置C来表示,如图4所示,在ABC平面内,由位置C向AB连线做垂线,垂足标记为O。假设向量AB可以为坐标系中的X轴,向量OC为坐标系中的Y轴,向量OC*向量AB所在方向为坐标系中的Z轴。
进一步的,由上述刚体运动学方程进行转换,可以获得通过加速计获得的角加速度:
其中,O处的加速度的计算方式为:
aOx=(aBxLOA+aAxLBO)/LAB;
aOz=(aBzLOA+aAzLBO)/LAB;
在上述公式中:
wX,wY,wZ:分别为待检测对象在三个轴方向(X轴、Y轴和Z轴)上的角速度;
aAz为加速度计在A处、Z轴方向的线加速度,aOz为待检测对象的O处、Z轴方向的线加速度,aCz为加速度计在C处、z轴方向的线加速度,aBz为加速度计在B处、z轴方向的线加速度,aOx为待检测对象的O处、X轴方向的线加速度,aAx为加速度计在A处、X轴方向的线加速度,aBx为加速度计在B处、X轴方向的线加速度,aBz为加速度计在B处、Z轴方向的线加速度,aCx为加速度计在C处、X轴方向的线加速度,aCz为加速度计在C处、Z轴方向的线加速度。
LOA为沿Y轴方向从O到A的距离,LBC为沿X轴方向从B到C的距离,LOC为沿X轴方向从O到C的距离,LBO为沿X轴方向从B到O的距离。
在获得三个轴的角加速度之后,可以使用高通滤波器分别对上述的角加速度(该高通滤波器可以利用传递函数GHP(s)来表示)进行滤波处理,而后可以对滤波处理后的角加速度进行积分计算,即在预设的时间段内对滤波处理后的角加速度进行累加计算,从而可以获得三个轴方向上的融合角速度wHP。其中,n≥k≥2,具体的,k是滤波器的衰减参数,n是高通滤波器的阶次。
相类似的,在通过MEMS陀螺仪获得的角速度之后,可以利用低通滤波器(GLP(s))对MEMS陀螺仪获得的角速度进行滤波,从而可以获得经过低通滤波后的陀螺仪角速度wLP,其中,为了保证互补滤波后的数据在不同频率上的幅值保持不变,低通滤波器和高通滤波器的截止频率相同,即GLP(s)=1-GHP(s)。
在获取到融合角速度wHP和陀螺仪角速度wLP之后,可以将高通滤波后的融合角速度wHP和低通滤波后的MEMS陀螺仪角速度wLP相加,即可得到最终输出的预设方向上的目标角速度,即w=wHP+wLP。
本实施例中,由于加速度计和陀螺仪的体积较小、成本低,因此,在将加速度计和陀螺仪布置在待检测对象上时,具有较高的灵活性;并且,使用三个MEMS三轴加速度计和一个MEMS三轴陀螺仪组合得到角速度测量机构,通过该角速度测量机构所获得的角速度,可以大大降低了输出角速度的噪声,并且,该测量方法简单、便于实现;在获得低噪声的角速度之后,可以将低噪声的角速度输入至闭环运动控制系统中,传感器反馈的角速度噪声大小直接影响了闭环运动控制系统的控制精度,由于角速度的噪声较小,从而有效地使得控制精度得到了很大的提升。
图12为本发明实施例提供的一种角速度测量装置的结构示意图;参考附图12所示,本实施例提供了一种角速度测量装置,该角速度测量装置可以执行上述图5所示的角速度测量方法。具体的,该角速度测量装置可以包括:
存储器12,用于存储计算机程序;
处理器11,用于运行存储器12中存储的计算机程序以实现:
通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
通过多个加速度计获取待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
其中,角速度测量装置的结构中还可以包括通信接口13,用于电子设备与其他设备或通信网络通信。
在一些实例中,在处理器11根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度时,处理器11,用于:根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的角加速度;根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度。
在一些实例中,在处理器11根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,处理器11,用于:在待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;确定多个加速度计所在的不同位置之间的第一距离;根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括Y轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;在处理器11根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第一距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,处理器11用于:根据待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的线加速度、待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第一位置与第二位置之间的第一距离、待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Y轴方向上的角加速度。
在一些实例中,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,处理器11,还用于:确定多个加速度计所在的不同位置与预设原点之间的第二距离;根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括X轴方向;其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;在处理器11根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,处理器11,还用于:根据待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的线加速度、预设原点在Z轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在X轴方向上的角加速度。
在一些实例中,预设方向包括Z轴方向;其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于Y轴方向上的第三位置;在处理器11根据待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度、待检测对象在其他预设方向上的第一角速度、预设原点在至少一个方向上的线加速度和第二距离,确定待检测对象在预设方向上的角加速度时,处理器11,还用于:根据待检测对象在预设原点处的X轴方向上的线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的线加速度、第三位置与预设原点之间的第二距离、待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的第一角速度,确定待检测对象在Z轴方向上的角加速度。
在一些实例中,在处理器11获取预设原点在至少一个方向上的线加速度时,处理器11还用于:根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度。
在一些实例中,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;在处理器11根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度时,处理器11,还用于:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的线加速度。
在一些实例中,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;在处理器11根据第一距离、第二距离和待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定预设原点在至少一个方向上的线加速度时,处理器11,还用于:根据待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的线加速度、第二位置与预设原点之间的第二距离、第一位置与预设原点之间的第二距离以及第一位置与第二位置之间的第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的线加速度。
在一些实例中,在处理器11根据待检测对象在预设方向上的第一角速度和角加速度,确定待检测对象在预设方向上的目标角速度时,处理器11,还用于:对待检测对象在预设方向上的角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得待检测对象在预设方向上的第二角速度;对待检测对象在预设方向上的第一角速度进行低通滤波,获得待检测对象在预设方向上的第三角速度;将第二角速度与第三角速度的和值确定为待检测对象在预设方向上的目标角速度。
在一些实例中,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。
在一些实例中,待检测对象为设置于云台上的拍摄装置,云台上设置有驱动电机;处理器11,还用于:根据目标角速度确定与驱动电机相对应的控制参数;根据控制参数对驱动电机进行控制,以实现对云台的姿态进行调整。
图12所示装置可以执行图5至图11所示中的实施例的方法,本实施例未详细描述的部分,可参考对图5至图11所示中的实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图5至图11所示实施例中的描述,在此不再赘述。
另外,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储介质为计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序指令,程序指令用于实现上述图5-图11所示的角速度测量方法。
图13为本发明实施例提供的一种拍摄装置的结构示意图;参考附图13所示,本实施例提供了一种拍摄装置200,该拍摄装置200可以包括:
装置主体201;
上述图1-图4实施例中的角速度测量机构100,安装于装置主体201上。
具体的,本实施例中拍摄装置200中的角速度测量机构100的实现原理、实现效果与上述图1-图4所示装置的实现原理、实现效果相同,具体可参考上述陈述内容,在此不再赘述。
另外,参考附图13所示,本实施例提供了另一种拍摄装置200,该拍摄装置200可以包括:
装置主体201;
上述图12实施例中的角速度测量机构100,安装于装置主体201上。
具体的,本实施例中拍摄装置200中的角速度测量机构100的实现原理、实现效果与上述图12所示装置的实现原理、实现效果相同,具体可参考上述陈述内容,在此不再赘述。
图14为本发明实施例提供的一种云台的结构示意图;参考附图14所示,本实施例提供了一种云台300,该云台300可以包括:
云台主体301;
上述图13所示的拍摄装置200,设置于云台主体301上。
具体的,本实施例中云台300上的拍摄装置200的实现原理、实现效果与上述图13所示装置的实现原理、实现效果相同,具体可参考上述陈述内容,在此不再赘述。
图15为本发明实施例提供的一种可移动平台的结构示意图,参考附图15所示,本实施例提供了一种可移动平台400,该可移动平台400可以包括:
平台主体401;
上述图1-图4实施例中的角速度测量机构100,安装于平台主体401上。
具体的,本实施例中可移动平台400中的角速度测量机构100的实现原理、实现效果与上述图1-图4所示装置的实现原理、实现效果相同,具体可参考上述陈述内容,在此不再赘述。
另外,参考附图15所示,本实施例提供了另一种可移动平台400,该可移动平台400可以包括:
平台主体401;
上述图12实施例中的角速度测量机构100,安装于平台主体401上。
具体的,本实施例中可移动平台400中的角速度测量机构100的实现原理、实现效果与上述图12所示装置的实现原理、实现效果相同,具体可参考上述陈述内容,在此不再赘述。
可以理解,在上述提供的可移动平台400中,也可以包括云台,上述说明的角速度测量机构100可以通过云台安装于平台主体401上。
以上各个实施例中的技术方案、技术特征在不相冲突的情况下均可以单独,或者进行组合,只要未超出本领域技术人员的认知范围,均属于本申请保护范围内的等同实施例。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的云台和云台控制方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的云台、手持云台实施例仅仅是示意性的,例如,所述处理器103或存储器的划分,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,存储器或处理器103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计算机处理器103(processor)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(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁盘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实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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 (66)
1.一种角速度测量机构,其特征在于,包括:
陀螺仪组件,设置于待检测对象上,用于测量所述待检测对象在预设方向上的第一角速度;
多个加速度计,分布在所述待检测对象的不同位置,用于测量所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
处理器,与所述陀螺仪组件和多个所述加速度计通信连接,用于获取所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
2.根据权利要求1所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。
3.根据权利要求1所述的测量机构,其特征在于,至少一个方向包括以下至少之一:预设的X轴方向、预设的Y轴方向、预设的Z轴方向。
4.根据权利要求2所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括三个测量方向,所述陀螺仪组件为三轴陀螺仪。
5.根据权利要求2所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括三个测量方向,所述陀螺仪组件包括三个单轴陀螺仪,每个所述单轴陀螺仪用于获取一个测量方向上的第一角速度。
6.根据权利要求5所述的测量机构,其特征在于,三个单轴陀螺仪中任意两个单轴陀螺仪之间的距离小于预设阈值。
7.根据权利要求1所述的测量机构,其特征在于,所述加速度计包括三轴加速度计,所述三轴加速度计的个数为三个,三个所述三轴加速度计设置于三个不同位置处,用于测量所述待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。
8.根据权利要求7所述的测量机构,其特征在于,三个所述三轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
9.根据权利要求1所述的测量机构,其特征在于,所述加速度计包括单轴加速度计,所述单轴加速度计的个数为九个,九个所述单轴加速度计设置于三个不同位置处,用于测量所述待检测对象在三个不同位置处的至少一个方向上的线加速度。
10.根据权利要求9所述的测量机构,其特征在于,每三个单轴加速度计设置于同一位置,九个单轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
11.根据权利要求7-10中任意一项所述的测量机构,其特征在于,多个所述加速度计所在的位置构成一等腰三角形。
12.根据权利要求8或10所述的测量机构,其特征在于,在所述待检测对象的坐标系下,所述预设平面与所述坐标系中的坐标平面相互平行或者垂直。
13.根据权利要求1-10中任意一项所述的测量机构,其特征在于,所述处理器,具体用于:
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度。
14.根据权利要求13所述的测量机构,其特征在于,所述处理器,具体用于:
在所述待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;
确定多个所述加速度计所在的不同位置之间的第一距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第一距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
15.根据权利要求14所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括Y轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;所述处理器,具体用于:
根据所述待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Y轴方向上的所述角加速度。
16.根据权利要求14所述的测量机构,其特征在于,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,所述处理器,还用于:
确定多个所述加速度计所在的不同位置与所述预设原点之间的第二距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
17.根据权利要求16所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括X轴方向;所述其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;所述处理器,用于:
根据所述待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的所述线加速度、预设原点在Z轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在X轴方向上的所述角加速度。
18.根据权利要求16所述的测量机构,其特征在于,所述预设方向包括Z轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;所述处理器,用于:
根据所述待检测对象在预设原点处的X轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Z轴方向上的所述角加速度。
19.根据权利要求16所述的测量机构,其特征在于,所述处理器,用于:
根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度。
20.根据权利要求19所述的测量机构,其特征在于,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;所述处理器,用于:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的所述线加速度。
21.根据权利要求19所述的测量机构,其特征在于,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;所述处理器,用于:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的所述线加速度。
22.根据权利要求16所述的测量机构,其特征在于,所述处理器,用于:
对所述待检测对象在预设方向上的角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得所述待检测对象在预设方向上的第二角速度;
对所述待检测对象在预设方向上的第一角速度进行低通滤波,获得所述待检测对象在预设方向上的第三角速度;
将所述第二角速度与所述第三角速度的和值确定为所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
23.根据权利要求22所述的测量机构,其特征在于,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。
24.根据权利要求16所述的测量机构,其特征在于,所述待检测对象为设置于云台上的拍摄装置,所述云台上设置有驱动电机;所述处理器,用于:
根据所述目标角速度确定与所述驱动电机相对应的控制参数;
根据所述控制参数对所述驱动电机进行控制,以实现对所述云台的姿态进行调整。
25.一种角速度测量机构,其特征在于,包括:
陀螺仪组件,设置于待检测对象上;
多个加速度计,分布在所述待检测对象的不同位置;
其中,所述陀螺仪组件与多个所述加速度计用于配合确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
26.根据权利要求25所述的测量机构,其特征在于,所述陀螺仪组件为三轴陀螺仪。
27.根据权利要求25所述的测量机构,其特征在于,所述陀螺仪组件包括三个单轴陀螺仪,三个单轴陀螺仪中任意两个单轴陀螺仪之间的距离小于预设阈值。
28.根据权利要求25所述的测量机构,其特征在于,所述加速度计包括三轴加速度计,所述三轴加速度计的个数为三个,三个所述三轴加速度计设置于三个不同位置处。
29.根据权利要求28所述的测量机构,其特征在于,三个所述三轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
30.根据权利要求25所述的测量机构,其特征在于,所述加速度计包括单轴加速度计,所述单轴加速度计的个数为九个,九个所述单轴加速度计设置于三个不同位置处,每三个单轴加速度计设置于同一位置。
31.根据权利要求30所述的测量机构,其特征在于,每三个单轴加速度计设置于同一位置,九个单轴加速度计所在的位置形成一预设平面。
32.根据权利要求29或31所述的测量机构,其特征在于,在所述待检测对象的坐标系下,所述预设平面与所述坐标系中的坐标平面相互平行或者垂直。
33.根据权利要求25-31中任意一项所述的测量机构,其特征在于,多个所述加速度计所在的位置构成一等腰三角形。
34.一种角速度测量方法,其特征在于,包括:
通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
通过多个加速度计获取所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度,包括:
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度,包括:
在所述待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;
确定多个所述加速度计所在的不同位置之间的第一距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第一距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述预设方向包括Y轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第一距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度,包括:
根据所述待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Y轴方向上的所述角加速度。
38.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,所述方法还包括:
确定多个所述加速度计所在的不同位置与所述预设原点之间的第二距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
39.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述预设方向包括X轴方向;所述其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度,包括:
根据所述待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的所述线加速度、预设原点在Z轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在X轴方向上的所述角加速度。
40.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述预设方向包括Z轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度,包括:
根据所述待检测对象在预设原点处的X轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Z轴方向上的所述角加速度。
41.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度,包括:
根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度。
42.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度,包括:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的所述线加速度。
43.根据权利要求41所述的方法,其特征在于,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度,包括:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的所述线加速度。
44.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度,包括:
对所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得所述待检测对象在预设方向上的第二角速度;
对所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度进行低通滤波,获得所述待检测对象在预设方向上的第三角速度;
将所述第二角速度与所述第三角速度的和值确定为所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度。
45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。
46.根据权利要求34-45中任意一项所述的方法,其特征在于,所述待检测对象为设置于云台上的拍摄装置,所述云台上设置有驱动电机;所述方法还包括:
根据所述目标角速度确定与所述驱动电机相对应的控制参数;
根据所述控制参数对所述驱动电机进行控制,以实现对所述云台的姿态进行调整。
47.一种角速度测量装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于运行所述存储器中存储的计算机程序以实现:
通过陀螺仪组件获取待检测对象在预设方向上的第一角速度;
通过多个加速度计获取所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度。
48.根据权利要求47所述的装置,其特征在于,在所述处理器103根据所述待检测对象在预设方向上的第一角速度和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的目标角速度时,所述处理器,用于:
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度;
根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度。
49.根据权利要求48所述的装置,其特征在于,在所述处理器根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的线加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的角加速度时,所述处理器,用于:
在所述待检测对象的坐标系下,获取预设原点在至少一个方向上的线加速度;
确定多个所述加速度计所在的不同位置之间的第一距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第一距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
50.根据权利要求49所述的装置,其特征在于,所述预设方向包括Y轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
在所述处理器根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第一距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度时,所述处理器,用于:
根据所述待检测对象在第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第一位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Y轴方向上的所述角加速度。
51.根据权利要求49所述的装置,其特征在于,在获取预设原点在至少一个方向上的线加速度之后,所述处理器,还用于:
确定多个所述加速度计所在的不同位置与所述预设原点之间的第二距离;
根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度。
52.根据权利要求51所述的装置,其特征在于,所述预设方向包括X轴方向;所述其他预设方向包括Y轴方向和Z轴方向,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;
在所述处理器根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度时,所述处理器,还用于:
根据所述待检测对象在第三位置处的Z轴方向上的所述线加速度、预设原点在Z轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在Y轴方向和Z轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在X轴方向上的所述角加速度。
53.根据权利要求51所述的装置,其特征在于,所述预设方向包括Z轴方向;所述其他预设方向包括X轴方向和Y轴方向,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于所述Y轴方向上的第三位置;
在所述处理器根据所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度、所述待检测对象在其他预设方向上的所述第一角速度、预设原点在至少一个方向上的所述线加速度和所述第二距离,确定所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度时,所述处理器,还用于:
根据所述待检测对象在预设原点处的X轴方向上的所述线加速度、待检测对象在第三位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第三位置与预设原点之间的所述第二距离、所述待检测对象分别在X轴方向和Y轴方向上的所述第一角速度,确定所述待检测对象在Z轴方向上的所述角加速度。
54.根据权利要求51所述的装置,其特征在于,在所述处理器获取预设原点在至少一个方向上的线加速度时,所述处理器,还用于:
根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度。
55.根据权利要求54所述的装置,其特征在于,至少一个方向包括X轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
在所述处理器根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度时,所述处理器,还用于:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的X轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在X轴方向上的所述线加速度。
56.根据权利要求54所述的装置,其特征在于,至少一个方向包括Z轴方向;多个加速度计所在的不同位置包括设置于X轴正方向上的第一位置和设置于X轴负方向上的第二位置;
在所述处理器根据所述第一距离、所述第二距离和所述待检测对象在不同位置处的至少一个方向上的所述线加速度,确定所述预设原点在至少一个方向上的所述线加速度时,所述处理器,还用于:
根据所述待检测对象分别在第一位置和第二位置处的Z轴方向上的所述线加速度、所述第二位置与预设原点之间的所述第二距离、所述第一位置与预设原点之间的所述第二距离以及所述第一位置与所述第二位置之间的所述第一距离,确定所预设原点在Z轴方向上的所述线加速度。
57.根据权利要求48所述的装置,其特征在于,在所述处理器根据所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度和所述角加速度,确定所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度时,所述处理器,还用于:
对所述待检测对象在预设方向上的所述角加速度进行高通滤波,并对滤波后的角加速度进行积分处理,获得所述待检测对象在预设方向上的第二角速度;
对所述待检测对象在预设方向上的所述第一角速度进行低通滤波,获得所述待检测对象在预设方向上的第三角速度;
将所述第二角速度与所述第三角速度的和值确定为所述待检测对象在预设方向上的所述目标角速度。
58.根据权利要求57所述的装置,其特征在于,对所有的角加速度进行高通滤波的截止频率与对所有的第一角速度进行低通滤波的截止频率相同。
59.根据权利要求47-58中任意一项所述的装置,其特征在于,所述待检测对象为设置于云台上的拍摄装置,所述云台上设置有驱动电机;所述处理器,还用于:
根据所述目标角速度确定与所述驱动电机相对应的控制参数;
根据所述控制参数对所述驱动电机进行控制,以实现对所述云台的姿态进行调整。
60.一种拍摄装置,其特征在于,包括:
装置主体;
权利要求1-33中任意一项所述的角速度测量机构,安装于所述装置主体上。
61.一种云台,其特征在于,包括:
云台主体;
权利要求60所述的拍摄装置,设置于所述云台主体上。
62.一种拍摄装置,其特征在于,包括:
装置主体;
权利要求47-59中任意一项所述的角速度测量装置,安装于所述装置主体上。
63.一种云台,其特征在于,包括:
云台主体;
权利要求62所述的拍摄装置,设置于所述云台主体上。
64.一种可移动平台,其特征在于,包括:
平台主体;
权利要求1-33中任意一项所述的角速度测量机构,安装于所述平台主体上。
65.一种可移动平台,其特征在于,包括:
平台主体;
权利要求47-59中任意一项所述的角速度测量装置,安装于所述平台主体上。
66.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质为计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序指令,所述程序指令用于实现权利要求34-46中任意一项所述的角速度测量方法。
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