CN113454560A - 云台及云台控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种云台及云台控制方法，云台控制方法，包括：获取云台的姿态信息；根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态；当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。通过上述方法，当确定云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制云台转动至设定姿态，可以理解为是不容易摔坏的姿态，来降低云台被摔坏的概率。

Description

云台及云台控制方法
技术领域
本发明涉及云台技术领域，特别涉及一种云台及云台控制方法。
背景技术
云台是一种为实现目标物体姿态稳定控制的装置，换言之，就是使物体可以在运动中保持其姿态的静止。以摄影为例，云台可以是增稳云台，作为安装、固定摄像机的支撑设备，应用了增稳云台后可以使摄像者依然可以在运动的过程中拍摄出平稳的画面。在商业航拍、摄影、巡航监视及滞空平台的实际工作中，大多都必须使用云台来稳定摄像头的方向，以保持拍摄画面的清晰与稳定。
以三轴云台为例，云台主要由三轴陀螺仪和三轴加速度传感器构成的IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)反馈系统和伺服电机两部份组成。在支撑臂上分布有三个伺服电机，分别负责俯仰，横滚，偏航三个方向的旋转。现有的云台由于包括上述的转动机构，导致云台强度不高，使用者在操作时可能发生云台跌落的情况，非常容易对云台造成损坏、摔坏或压坏。
发明内容
本发明提供一种云台及云台控制方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种云台控制方法，包括：
获取云台的姿态信息；
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态；
当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种云台，包括：云台本体和与所述云台本体电连接的处理器，所述处理器用于：
根据云台的姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态；
当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台本体转动至设定姿态。
本发明的云台控制方法，当确定云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制云台转动至设定姿态，可以理解为是不容易摔坏的姿态，来降低云台被摔坏的概率。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明一实施例示出的一种云台控制方法的流程示意图。
图2是本发明一实施例示出的一种云台的立体示意图。
图3是本发明一实施例示出的一种云台跌落状态下的结构示意图。
图4至图7是本发明一实施例示出的一种云台在触发保护模式后的状态示意图。
图8至图11是本发明一实施例示出的一种云台控制方法的细部流程示意图。
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清楚、完整地描述，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。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合附图，对本发明的云台及云台控制方法进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1所示，本发明实施例提供一种云台控制方法，包括以下步骤：
步骤S11：获取云台的姿态信息。
步骤S12：根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态。
步骤S13：当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。
本发明的云台控制方法，当确定云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制云台转动至设定姿态，可以理解为是不容易摔坏的姿态，降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
在一些可选的实施例中，所述姿态信息可以包括运动信息，上述步骤S12中，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态，可以进一步包括：根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态。可选地，可以通过惯性测量单元检测并获取云台的运动信息，确定云台是否处于跌落状态。也可以利用气压计的高度信息进行判断，确定云台是否处于跌落状态。还可以通过云台拍摄的图像及视频信息进行判断，确定云台是否处于跌落状态。
在本实施例中，所述运动信息包括加速度，所述根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态，可以进一步包括：根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态。通常情况下，云台在使用时的加速度一般不会太大，当云台从手中脱落后，云台的加速度会上升至接近或等于重力加速度，以此可以判断云台是否处于跌落状态。可选地，可以通过设置在云台机身内部的加速度计检测并获取云台的加速度信息。
为了提高判断云台是否处于跌落状态的精确性，所述根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态，可以包括以下两种情况：
(1)当加速度计检测到云台的加速度的大小大于或者等于第一设定值时，确定所述云台处于跌落状态。触发保护模式，控制云台转动至不容易摔坏的设定姿态，以降低云台被摔坏的概率。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。
(2)当加速度计检测到云台的加速度的大小大于或者等于第一设定值且云台保持在该加速度的持续时间不小于第一设定时间时，确定所述云台处于跌落状态。触发保护模式，控制云台转动至不容易摔坏的设定姿态，以降低云台被摔坏的概率。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。
参见图2和图3所示，在一些可选的实施例中，所述云台包括手柄10、设置于所述手柄10的云台本体20以及装载于云台本体20的拍摄器30。云台本体20包括偏航轴组件21、与所述偏航轴组件21连接的横滚轴组件22、以及与所述横滚轴组件22连接的俯仰轴组件23。手柄10可以设置显示屏11、摇杆12、按钮13、连接口14以及用于连接转接件的转接口15。连接口14可以包括数据接口和电源接口。俯仰轴组件23可以驱动拍摄器30绕俯仰轴Pitch轴(如图2中P方向所示)转动。横滚轴组件22可以驱动俯仰轴组件23绕偏航轴横滚轴Raw轴(如图2中R方向所示)转动。偏航轴组件21可以驱动横滚轴组件22绕Yaw轴(如图2中Y方向所示)转动。
可选地，云台内部可以设置惯性测量单元(IMU，Inertial measurement unit)，用于检测云台的角度信息和加速度信息。惯性测量单元可以包括加速度计和陀螺仪。
一种情况下，惯性测量单元设置在手柄10内，通过惯性测量单元可以计算出手柄10在空间内的角度，控制云台本体20转到相应的设定姿态，也即不容易摔坏的角度，在云台落地时起到保护云台的作用。
另一种情况下，惯性测量单元设置在拍摄器30内，通过惯性测量单元检测云台本体20在空间内的相对角度，并通过云台电机的关节角，反算出手柄10在空间内的相对角度，控制云台本体20转到相应的设定姿态，也即不容易摔坏的角度，在云台落地时起到保护云台的作用。
图2中云台处于正常状态，图3中云台处于跌落状态。上述步骤S13中，所述控制所述云台转动至设定姿态，可以进一步包括：参见图4和图5所示，控制所述横滚轴组件22转动第一设定角度α，以使得所述俯仰轴组件23与所述偏航轴组件21之间的距离h满足设定距离。可以理解的，所述设定距离可以是指横滚轴组件22转动360°过程中，俯仰轴组件23距离偏航轴组件21的最小距离。这样，可以使俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离尽可能的小，使俯仰轴组件23可以尽量贴近于偏航轴组件21的表面。当云台的拍摄器30朝下落地时，拍摄器30直接撞击地面，伴随着撞击，拍摄器30在撞击力的作用下用于承载拍摄器30的俯仰轴组件23朝向使h减小的趋势发生轻微形变，当形变等于距离h时，偏航轴组件21可以对俯仰轴组件23起到支撑作用，放置俯仰轴组件23进一步形变的发生，从而解决了俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离过大导致拍摄器30因碰撞发生变形或偏航轴组件21的电机或轴臂因碰撞发生变形的问题，从而对云台起到保护作用。
进一步的，h的大小可以为俯仰轴组件23允许发生形变的最大距离，也就是说，俯仰轴组件23在形变量小于或等于h时都能够恢复形变，从而避免云台的永久性损坏，而当形变量大于h时，则可能发生不可逆的损坏。
可选地，所述第一设定角度α的范围为57.5°至62.5°。在本实施例中，第一设定角度α为60°，可以使俯仰轴组件23距离偏航轴组件21的距离最小。
参见图2至图4、图6以及图7所示，在一些可选的实施例中，所述云台可以包括限位结构16和拍摄器30中的至少一者。上述步骤S13中，所述控制所述云台转动至设定姿态，可以包括以下至少一者：
(1)参见图2和图6所示，拍摄器包括镜头31，控制所述俯仰轴组件23转动第二设定角度，以带动所述拍摄器30的镜头31转动至朝向所述横滚轴组件22的方向设置。可以理解的，图2中云台处于正常状态，拍摄器30的镜头朝外(也即背对横滚轴组件22的方向)设置，便于拍摄。云台处于跌落状态时(如图3所示)，控制俯仰轴组件23转动以带动拍摄器30的镜头31朝内(也即朝向横滚轴组件22的方向)设置，如图4和图6所示，镜头31的轴线方向(如图6中O方向所示)与横滚轴Roll轴(如图6中R方向所示)之间形成夹角β(也即第二设定角度的角度值)，可以对镜头31及镜头31的镜片起到保护作用。可选地，所述第二设定角度的范围为177.5°至182.5°。在本实施例中，第二设定角度可以是180°。
(2)参见图7所示，控制所述偏航轴组件21转动第三设定角度，以带动所述拍摄器30朝远离所述限位结构16的方向转动，以使得拍摄器30背对限位结构16。通过上述设置，将拍摄器30转动到远离限位结构16的位置，一方面可以减小云台跌落后拍摄器30与限位结构16发生碰撞的可能性，起到保护云台的作用。另一方面通过改变云台的位置，可以提醒用户云台跌落并触发了保护模式，提升用户使用体验。可选地，所述第三设定角度的范围为87.5°至92.5°。在本实施例中，第三设定角度可以是90°。
参见图8所示，在一些可选的实施例中，上述步骤S12中，所述当所述云台处于跌落状态时触发保护模式，可以进一步包括：
步骤S121：根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态。
步骤S122：当所述云台处于第一触发姿态时，触发第一保护模式。
步骤S123：当所述云台处于第二触发姿态时，触发第二保护模式。
由于云台跌落时，拍摄器30可能朝向上方跌落也可能朝向下方跌落，因此可以根据云台跌落的不同情况，触发不同的保护模式，可以对云台起到更好的保护作用。判断拍摄器30是朝向上方跌落还是朝向下方跌落，可以通过手柄10与云台本体20的位置关系来确定。在本实施例中，云台处于第一触发姿态可以是指拍摄器30朝向上方跌落，云台处于第二触发姿态可以是指拍摄器30朝向下方跌落。
参见图9所示，上述步骤S121中，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态，可以进一步包括：
步骤S1211：确定所述云台本体20与所述手柄10的位置关系。
步骤S1212：当所述云台处于跌落状态且所述云台本体20位于所述手柄10部的下方时，确定所述云台处于第一触发姿态，也即拍摄器30朝向上方跌落。或者，
步骤S1213：当所述云台处于跌落状态且所述云台本体20位于所述手柄10部的上方时，确定所述云台处于第二触发姿态，也即拍摄器30朝向下方跌落。
可选地，可以通过惯性测量单元确定云台本体20与手柄10的位置关系。参见图10所示，上述步骤S1211中，所述确定所述云台本体20与所述手柄10的位置关系，可以进一步包括：
步骤S12111：获取所述云台的角度信息和加速度信息。
步骤S12112：根据所述角度信息和所述加速度信息，确定所述云台本体20与所述手柄10的位置关系。
在本实施例中，拍摄器30内设有惯性测量单元，惯性测量单元包括加速度计，该加速度计用于检测拍摄器30的第一姿态信息qmesa。手柄10的第二姿态信息是根据拍摄器30的第一姿态信息和云台关节角确定的。以三轴云台为例，当云台处于正拍模式时，横滚轴组件22被配置为绕偏航轴转动，俯仰轴组件23被配置为绕横滚轴转动，拍摄器30被配置为绕俯仰轴转动。云台关节角包括偏航关节角joint_yaw、横滚关节角joint_roll和俯仰关节角joint_pitch，各关节角即为对应轴电机的关节角。根据轴角转换公式得到q_yaw、q_roll和q_pitch，q_yaw、q_roll和q_pitch的共轭或逆分别为q_yaw_inv、q_roll_inv和q_pitch_inv。手柄10的第二姿态信息qhandle的计算公式如下式(1)：
qhandle＝qmesa*q_pitch_inv*q_roll_inv*q_yaw_inv，式(1)；其中，joint表示关节角，q表示四元数。
如上所述，可以根据云台跌落的不同情况，触发不同的保护模式，上述步骤S1212中：
所述触发第一保护模式，可以包括：控制所述俯仰轴组件23和所述横滚轴组件22转动至第一设定位置。可以理解的，控制所述俯仰轴组件23和所述横滚轴组件22转动至第一设定位置可以是指，控制所述横滚轴组件22转动第一设定角度α，以使得所述俯仰轴组件23与所述偏航轴组件21之间的距离h满足设定距离；以及控制所述俯仰轴组件23转动第二设定角度，以带动所述拍摄器30的镜头31转动至朝向所述横滚轴组件22的方向设置。这样，当云台落地时，可以对镜头31及镜头31的镜片起到保护作用，并且偏航轴组件21可以对俯仰轴组件23起到支撑作用，避免俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离过大导致拍摄器30因碰撞发生变形或偏航轴组件21的电机或轴臂因碰撞发生变形，从而对云台起到保护作用。
所述触发第二保护模式，可以包括：控制所述俯仰轴组件23转动至第二设定位置。可以理解的，控制所述俯仰轴组件23转动至第二设定位置可以是指，控制所述偏航轴组件21转动第三设定角度，以带动所述拍摄器30朝远离所述限位结构16的方向转动，以使得拍摄器30背对限位结构16。这样，将拍摄器30转动到远离限位结构16的位置，一方面可以减小云台跌落后拍摄器30与限位结构16发生碰撞的可能性，起到保护云台的作用。另一方面通过改变云台的位置，可以提醒用户云台跌落并触发了保护模式，提升用户使用体验。
参见图11所示，在一些可选的实施例中，上述步骤S13之后，也即所述控制所述云台转动至设定姿态之后，还可以包括步骤：
步骤S14：根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态。
步骤S15：确定所述云台处于碰撞状态时触发记录模式，记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息，通过关于时间积分反推整个跌落的情况，提升用户体验。
可选地，所述姿态信息可以包括运动信息，上述步骤S14中，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态，可以进一步包括：根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态。可选地，可以通过惯性测量单元检测并获取云台的运动信息，确定云台是否处于碰撞状态。也可以利用气压计的高度信息进行判断，确定云台是否处于碰撞状态。还可以通过云台拍摄的图像及视频信息进行判断，确定云台是否处于碰撞状态。
在本实施例中，所述运动信息包括加速度，所述根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态，可以进一步包括：根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态。通常情况下，云台在使用时的加速度一般不会太大。跌落时加速度接近或等于重力加速度。当云台发生碰撞后，云台的加速度会急剧上升并超过重力加速度，以此可以判断云台是否处于碰撞状态。可选地，可以通过设置在云台机身内部的加速度计检测并获取云台的加速度信息。
为了提高判断云台是否处于碰撞状态的精确性，所述根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态，可以进一步包括：当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第二设定时间时，确定所述云台处于碰撞状态。记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息，通过关于时间积分反推整个跌落的情况，提升用户体验。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。
在一些可选的实施例中，上述步骤S11中，所述获取云台的姿态信息，可以进一步包括：在云台运行时实时检测并获取云台的姿态信息，从而根据实时检测结果实时调整云台至设定姿态，来降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
实际应用中，云台可以包括惯性测量单元、控制决策模块、执行模块以及记录模块。本发明的云台控制方法可以通过以下步骤实现：
步骤1：可以将云台与客户端(例如手机等)保持通信连接，客户端的APP内可以设置开启跌落保护模式(也即触发保护模式)。
步骤2：通过惯性测量单元实时采集云台的加速度信息(ax，ay，az)和角度信息(rotx，roty，rotz)。
步骤3：控制决策模块根据惯性测量单元实时采集的云台的加速度信息和角度信息进行跌落检测和碰撞检测，根据云台的当前加速度a
Figure BDA0003209393490000101
和持续时间T，判断云台是否处于跌落状态或是碰撞状态。如果云台的当前加速度等于重力加速度以及持续时间T不低于跌落触发最短时间Tmin1，则触发跌落保护模式，执行模块执行以下步骤4和5。如果云台的当前加速度不低于碰撞触发的最小加速度amin以及持续时间T不低于碰撞触发最短时间Tmin2，则触发跌落保护模式，执行模块执行以下步骤6。
步骤4：控制决策模块根据惯性测量单元的实时采集数据，根据内部预设保护算法输出执行模块的控制信号。
步骤5：执行模块根据控制决策模块输出的控制信号，控制云台运动到相应的设定姿态，降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
步骤6：记录模块记录云台发生碰撞钱的加速度信息及角度信息，通过关于时间积分反推整个跌落的情况，提升用户体验。
步骤7：重复上述步骤2-6，实时检测并调整云台的姿态，使云台在跌落过程中始终处于设定姿态，降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
参见图2所示，本发明实施例还提供一种云台，云台可以是云台相机，也可以是不搭载拍摄器的云台，或是各类无人机云台。包括：云台本体20和与所述云台本体20电连接的处理器，所述处理器用于：
根据云台的姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态。
当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。
本发明的云台，当处理器确定云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制云台转动至设定姿态，可以理解为是不容易摔坏的姿态，降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
在一些可选的实施例中，云台还可以包括用于采集云台的姿态信息的采集单元，与所述处理器电连接。所述采集单元用于将采集的云台的姿态信息发送至所述处理器，以使得处理器根据云台的姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态。可选地，所述采集单元还用于在云台运行时实时检测并获取云台的姿态信息，从而使处理器根据实时检测结果实时调整云台至设定姿态，来降低云台被摔坏的概率，从而对云台起到保护作用。
在一些可选的实施例中，所述采集单元包括用于采集云台的角度信息和加速度信息的惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述处理器电连接。所述惯性测量单元用于将采集的云台的角度信息和加速度信息发送至所述处理器，以使得处理器根据云台的姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态。
可选地，所述姿态信息包括运动信息，所述惯性测量单元用于采集云台的运动信息并发送给处理器，所述处理器用于根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态。
在本实施例中，所述运动信息包括加速度，所述处理器用于根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态。通常情况下，云台在使用时的加速度一般不会太大，当云台从手中脱落后，云台的加速度会上升至接近或等于重力加速度，以此可以判断云台是否处于跌落状态。
为了提高判断云台是否处于跌落状态的精确性，所述处理器还用于：
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值时，确定所述云台处于跌落状态，触发保护模式，控制云台转动至不容易摔坏的设定姿态，以降低云台被摔坏的概率。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。或当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第一设定时间时，确定所述云台处于跌落状态，触发保护模式，控制云台转动至不容易摔坏的设定姿态，以降低云台被摔坏的概率。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。可选地，所述第一设定值为重力加速度值。
参见图2和图3所示，在一些可选的实施例中，所述云台包括手柄10、设置于所述手柄10的云台本体20以及装载于云台本体20的拍摄器30。云台本体20包括偏航轴组件21、与所述偏航轴组件21连接的横滚轴组件22、以及与所述横滚轴组件22连接的俯仰轴组件23。手柄10可以设置显示屏11、摇杆12、按钮13、连接口14以及用于连接转接件的转接口15。连接口14可以包括数据接口和电源接口。
可选地，云台内部可以设置惯性测量单元(IMU，Inertial measurement unit)，用于检测云台的角度信息和加速度信息。惯性测量单元可以包括加速度计和陀螺仪。
一种情况下，惯性测量单元设置在手柄10内，通过惯性测量单元可以计算出手柄10在空间内的角度，控制云台本体20转到相应的设定姿态，也即不容易摔坏的角度，在云台落地时起到保护云台的作用。
另一种情况下，惯性测量单元设置在拍摄器30内，通过惯性测量单元检测云台本体20在空间内的相对角度，并通过云台电机的关节角，反算出手柄10在空间内的相对角度，控制云台本体20转到相应的设定姿态，也即不容易摔坏的角度，在云台落地时起到保护云台的作用。
图2中云台处于正常状态，图3中云台处于跌落状态。参见图4和图5所示，所述处理器还用于控制所述横滚轴组件22转动第一设定角度α，以使得所述俯仰轴组件23与所述偏航轴组件21之间的距离h满足设定距离。可以理解的，所述设定距离可以是指横滚轴组件22转动360°过程中，俯仰轴组件23距离偏航轴组件21的最小距离。这样，可以使俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离尽可能的小，使俯仰轴组件23可以尽量贴近于偏航轴组件21的表面。当云台落地时，偏航轴组件21可以对俯仰轴组件23起到支撑作用，避免俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离过大导致拍摄器30因碰撞发生变形或偏航轴组件21的电机或轴臂因碰撞发生变形，从而对云台起到保护作用。
可选地，所述第一设定角度α的范围为57.5°至62.5°。在本实施例中，第一设定角度α为60°，可以使俯仰轴组件23距离偏航轴组件21的距离最小。
参见图2、图4、图6以及图7所示，在一些可选的实施例中，所述云台可以包括限位结构16和拍摄器30中的至少一者。所述处理器还用于执行以下至少一者：
(1)参见图2和图6所示，拍摄器包括镜头31，所述处理器还用于控制所述俯仰轴组件23转动第二设定角度，以带动所述拍摄器30的镜头31转动至朝向所述横滚轴组件22的方向设置。可以理解的，图2中云台处于正常状态，拍摄器30的镜头朝外(也即背对横滚轴组件22的方向)设置，便于拍摄。云台处于跌落状态时，控制俯仰轴组件23转动以带动拍摄器30的镜头31朝内(也即朝向横滚轴组件22的方向)设置，可以对镜头31及镜头31的镜片起到保护作用。可选地，所述第二设定角度的范围为177.5°至182.5°。在本实施例中，第二设定角度可以是180°。
(2)参见图7所示，所述处理器还用于控制所述偏航轴组件21转动第三设定角度，以带动所述拍摄器30朝远离所述限位结构16的方向转动，以使得拍摄器30背对限位结构16。通过上述设置，将拍摄器30转动到远离限位结构16的位置，一方面可以减小云台跌落后拍摄器30与限位结构16发生碰撞的可能性，起到保护云台的作用。另一方面通过改变云台的位置，可以提醒用户云台跌落并触发了保护模式，提升用户使用体验。可选地，所述第三设定角度的范围为87.5°至92.5°。在本实施例中，第三设定角度可以是90°。
参见图8所示，在一些可选的实施例中，所述处理器还用于：
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态；
当所述云台处于第一触发姿态时，触发第一保护模式；
当所述云台处于第二触发姿态时，触发第二保护模式。
由于云台跌落时，拍摄器30可能朝向上方跌落也可能朝向下方跌落，因此处理器可以根据云台跌落的不同情况，触发不同的保护模式，可以对云台起到更好的保护作用。判断拍摄器30是朝向上方跌落还是朝向下方跌落，可以通过手柄10与云台本体20的位置关系来确定。在本实施例中，云台处于第一触发姿态可以是指拍摄器30朝向上方跌落，云台处于第二触发姿态可以是指拍摄器30朝向下方跌落。
参见图9所示，在一些可选的实施例中，所述处理器还用于：
确定所述云台本体20与所述手柄10的位置关系；
当所述云台处于跌落状态且所述云台本体20位于所述手柄10部的下方时，确定所述云台处于第一触发姿态，也即拍摄器30朝向上方跌落。或者，当所述云台处于跌落状态且所述云台本体20位于所述手柄10部的上方时，确定所述云台处于第二触发姿态，也即拍摄器30朝向下方跌落。
可选地，可以通过惯性测量单元获取的云台的角度信息和所述加速度信息。所述处理器还用于根据获取的云台的角度信息和所述加速度信息，确定所述云台本体20与所述手柄10的位置关系。
在本实施例中，拍摄器30内设有惯性测量单元，惯性测量单元包括加速度计，该加速度计用于检测拍摄器30的第一姿态信息qmesa。手柄10的第二姿态信息是根据拍摄器30的第一姿态信息和云台关节角确定的。以三轴云台为例，当云台处于正拍模式时，横滚轴组件22被配置为绕偏航轴转动，俯仰轴组件23被配置为绕横滚轴转动，拍摄器30被配置为绕俯仰轴转动。云台关节角包括偏航关节角joint_yaw、横滚关节角joint_roll和俯仰关节角joint_pitch，各关节角即为对应轴电机的关节角。根据轴角转换公式得到q_yaw、q_roll和q_pitch，q_yaw、q_roll和q_pitch的共轭或逆分别为q_yaw_inv、q_roll_inv和q_pitch_inv。手柄10的第二姿态信息qhandle的计算公式如下：
qhandle＝qmesa*q_pitch_inv*q_roll_inv*q_yaw_inv，式(1)；其中，joint表示关节角，q表示四元数。
如上所述，处理器可以根据云台跌落的不同情况，触发不同的保护模式，所述处理器还用于：
触发第一保护模式，控制所述俯仰轴组件23和所述横滚轴组件22转动至第一设定位置。可以理解的，控制所述俯仰轴组件23和所述横滚轴组件22转动至第一设定位置可以是指，控制所述横滚轴组件22转动第一设定角度α，以使得所述俯仰轴组件23与所述偏航轴组件21之间的距离h满足设定距离。以及控制所述俯仰轴组件23转动第二设定角度，以带动所述拍摄器30的镜头31转动至朝向所述横滚轴组件22的方向设置。这样，当云台落地时，可以对镜头31及镜头31的镜片起到保护作用，并且偏航轴组件21可以对俯仰轴组件23起到支撑作用，避免俯仰轴组件23与偏航轴组件21之间的距离过大导致拍摄器30因碰撞发生变形或偏航轴组件21的电机或轴臂因碰撞发生变形，从而对云台起到保护作用。
触发第二保护模式，控制所述俯仰轴组件23转动至第二设定位置。可以理解的，控制所述俯仰轴组件23转动至第二设定位置可以是指，控制所述偏航轴组件21转动第三设定角度，以带动所述拍摄器30朝远离所述限位结构16的方向转动，以使得拍摄器30背对限位结构16。这样，将拍摄器30转动到远离限位结构16的位置，一方面可以减小云台跌落后拍摄器30与限位结构16发生碰撞的可能性，起到保护云台的作用。另一方面通过改变云台的位置，可以提醒用户云台跌落并触发了保护模式，提升用户使用体验。
在一些可选的实施例中，所述处理器还用于：
控制所述云台转动至设定姿态之后，根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态；
确定所述云台处于碰撞状态时触发记录模式，记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息，通过关于时间积分反推整个跌落的情况，提升用户体验。可选地，所述姿态信息可以包括运动信息，所述处理器还用于：根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态。
在本实施例中，所述运动信息包括加速度，所述处理器还用于：根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态。通常情况下，云台在使用时的加速度一般不会太大。跌落时加速度接近或等于重力加速度。当云台发生碰撞后，云台的加速度会急剧上升并超过重力加速度，处理器以此可以判断云台是否处于碰撞状态。
为了提高判断云台是否处于碰撞状态的精确性，所述根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态，所述处理器还用于：当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第二设定时间时，确定所述云台处于碰撞状态。记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息，通过关于时间积分反推整个跌落的情况，提升用户体验。可选地，所述第一设定值可以是重力加速度值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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Claims (42)

1.一种云台控制方法，其特征在于，包括：
获取云台的姿态信息；
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态；
当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。
2.根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述姿态信息包括运动信息，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态，包括：
根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态。
3.根据权利要求2所述的云台控制方法，其特征在于，所述运动信息包括加速度，所述根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态，包括：
根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态。
4.根据权利要求3所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态，包括：
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值时，确定所述云台处于跌落状态；或
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第一设定时间时，确定所述云台处于跌落状态。
5.根据权利要求4所述的云台控制方法，其特征在于，所述第一设定值为重力加速度值。
6.根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述当所述云台处于跌落状态时触发保护模式，包括：
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态；
当所述云台处于第一触发姿态时，触发第一保护模式；
当所述云台处于第二触发姿态时，触发第二保护模式。
7.根据权利要求6所述的云台控制方法，其特征在于，所述云台包括手柄和设置于所述手柄的云台本体，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态，包括：
确定所述云台本体与所述手柄的位置关系；
当所述云台处于跌落状态且所述云台本体位于所述手柄部的下方时，确定所述云台处于第一触发姿态；或者
当所述云台处于跌落状态且所述云台本体位于所述手柄部的上方时，确定所述云台处于第二触发姿态。
8.根据权利要求7所述的云台控制方法，其特征在于，所述确定所述云台本体与所述手柄的位置关系，包括：
获取所述云台的角度信息和加速度信息；
根据所述角度信息和所述加速度信息，确定所述云台本体与所述手柄的位置关系。
9.根据权利要求6所述的云台控制方法，其特征在于，所述云台包括偏航轴组件、与所述偏航轴组件连接的横滚轴组件、以及与所述横滚轴组件连接的俯仰轴组件；
所述触发第一保护模式，包括：控制所述俯仰轴组件和所述横滚轴组件转动至第一设定位置；
所述触发第二保护模式，包括：控制所述俯仰轴组件转动至第二设定位置。
10.根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述云台包括偏航轴组件、与所述偏航轴组件连接的横滚轴组件、以及与所述横滚轴组件连接的俯仰轴组件，所述控制所述云台转动至设定姿态，包括：
控制所述横滚轴组件转动第一设定角度，以使得所述俯仰轴组件与所述偏航轴组件之间的距离满足设定距离。
11.根据权利要求10所述的云台控制方法，其特征在于，所述第一设定角度的范围为57.5°至62.5°。
12.根据权利要求10所述的云台控制方法，其特征在于，所述云台还包括限位结构和装载于所述俯仰轴组件的拍摄器中的至少一者；所述控制所述云台转动至设定姿态，还包括以下至少一者：
控制所述俯仰轴组件转动第二设定角度，以带动所述拍摄器转动至朝向所述横滚轴组件的方向设置；
控制所述偏航轴组件转动第三设定角度，以带动所述拍摄器朝远离所述限位结构的方向转动。
13.根据权利要求12所述的云台控制方法，其特征在于，所述第二设定角度的范围为177.5°至182.5°。
14.根据权利要求12所述的云台控制方法，其特征在于，所述第三设定角度的范围为87.5°至92.5°。
15.根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述控制所述云台转动至设定姿态之后，还包括：
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态；
确定所述云台处于碰撞状态时触发记录模式，记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息。
16.根据权利要求15所述的云台控制方法，其特征在于，所述姿态信息包括运动信息，所述根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态，包括：
根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态。
17.根据权利要求16所述的云台控制方法，其特征在于，所述运动信息包括加速度，所述根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态，包括：
根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态。
18.根据权利要求17所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态，包括：
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第二设定时间时，确定所述云台处于碰撞状态。
19.根据权利要求18所述的云台控制方法，其特征在于，所述第一设定值为重力加速度值。
20.根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取云台的姿态信息，包括：在云台运行时实时检测并获取云台的姿态信息。
21.一种云台，其特征在于，包括：云台本体和与所述云台本体电连接的处理器，所述处理器用于：
根据云台的姿态信息确定所述云台是否处于跌落状态；
当所述云台处于跌落状态时，触发保护模式，控制所述云台转动至设定姿态。
22.根据权利要求21所述的云台，其特征在于，还包括用于采集云台的姿态信息的采集单元，与所述处理器电连接；所述采集单元用于将采集的云台的姿态信息发送至所述处理器。
23.根据权利要求22所述的云台，其特征在于，所述采集单元还用于在云台运行时实时检测并获取云台的姿态信息。
24.根据权利要求22所述的云台，其特征在于，所述采集单元包括用于采集云台的角度信息和加速度信息的惯性测量单元；所述惯性测量单元与所述处理器电连接，所述惯性测量单元用于将采集的云台的角度信息和加速度信息发送至所述处理器。
25.根据权利要求21所述的云台，其特征在于，所述姿态信息包括运动信息，所述处理器用于：
根据所述运动信息确定所述云台是否处于跌落状态。
26.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述运动信息包括加速度，所述处理器用于：
根据所述加速度确定所述云台是否处于跌落状态。
27.根据权利要求26所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值时，确定所述云台处于跌落状态；或
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第一设定时间时，确定所述云台处于跌落状态。
28.根据权利要求27所述的云台，其特征在于，所述第一设定值为重力加速度值。
29.根据权利要求21所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
根据所述姿态信息确定所述云台是否处于触发姿态；
当所述云台处于第一触发姿态时，触发第一保护模式；
当所述云台处于第二触发姿态时，触发第二保护模式。
30.根据权利要求29所述的云台，其特征在于，所述云台还包括与所述云台本体连接的手柄，所述处理器用于：
确定所述云台本体与所述手柄的位置关系；
当所述云台处于跌落状态且所述云台本体位于所述手柄部的下方时，确定所述云台处于第一触发姿态；或者
当所述云台处于跌落状态且所述云台本体位于所述手柄部的上方时，确定所述云台处于第二触发姿态。
31.根据权利要求30所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
根据获取的云台的角度信息和所述加速度信息，确定所述云台本体与所述手柄的位置关系。
32.根据权利要求30所述的云台，其特征在于，所述云台本体包括偏航轴组件、与所述偏航轴组件连接的横滚轴组件、以及与所述横滚轴组件连接的俯仰轴组件；所述处理器用于：
触发第一保护模式，控制所述俯仰轴组件和所述横滚轴组件转动至第一设定位置；
触发第二保护模式，控制所述俯仰轴组件转动至第二设定位置。
33.根据权利要求21所述的云台，其特征在于，所述云台本体包括偏航轴组件、与所述偏航轴组件连接的横滚轴组件、以及与所述横滚轴组件连接的俯仰轴组件，所述处理器用于：
控制所述横滚轴组件转动第一设定角度，以使得所述俯仰轴组件与所述偏航轴组件之间的距离满足设定距离。
34.根据权利要求33所述的云台，其特征在于，所述第一设定角度的范围为57.5°至62.5°。
35.根据权利要求33所述的云台，其特征在于，所述云台还包括限位结构和装载于所述俯仰轴组件的拍摄器中的至少一者；所述处理器用于：
控制所述俯仰轴组件转动第二设定角度，以带动所述拍摄器转动至朝向所述横滚轴组件的方向设置；和/或
控制所述偏航轴组件转动第三设定角度，以带动所述拍摄器朝远离所述限位结构的方向转动。
36.根据权利要求35所述的云台，其特征在于，所述第二设定角度的范围为177.5°至182.5°。
37.根据权利要求35所述的云台，其特征在于，所述第三设定角度的范围为87.5°至92.5°。
38.根据权利要求21所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
控制所述云台转动至设定姿态之后，根据所述姿态信息确定所述云台是否处于碰撞状态；
确定所述云台处于碰撞状态时触发记录模式，记录所述云台处于碰撞状态前的姿态信息。
39.根据权利要求38所述的云台，其特征在于，所述姿态信息包括运动信息，所述处理器用于：
根据所述运动信息确定所述云台是否处于碰撞状态。
40.根据权利要求39所述的云台，其特征在于，所述运动信息包括加速度，所述处理器用于：
根据所述加速度确定所述云台是否处于碰撞状态。
41.根据权利要求40所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：
当所述加速度的大小大于或者等于第一设定值且所述加速度的持续时间不小于第二设定时间时，确定所述云台处于碰撞状态。
42.根据权利要求41所述的云台，其特征在于，所述第一设定值为重力加速度值。
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