KR102420976B1 - Gimbal apparatus and control method thereof - Google Patents

Gimbal apparatus and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102420976B1
KR102420976B1 KR1020210188281A KR20210188281A KR102420976B1 KR 102420976 B1 KR102420976 B1 KR 102420976B1 KR 1020210188281 A KR1020210188281 A KR 1020210188281A KR 20210188281 A KR20210188281 A KR 20210188281A KR 102420976 B1 KR102420976 B1 KR 102420976B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
gimbal
value
speed value
unit
Prior art date
Application number
KR1020210188281A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박재영
안정훈
Original Assignee
한화시스템 주식회사
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 한화시스템 주식회사 filed Critical 한화시스템 주식회사
Priority to KR1020210188281A priority Critical patent/KR102420976B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102420976B1 publication Critical patent/KR102420976B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56Accessories
    • G03B17/561Support related camera accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16MFRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02Heads
    • F16M11/04Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F16M11/121Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints
    • F16M11/123Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction constituted of several dependent joints the axis of rotation intersecting in a single point, e.g. by using gimbals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)

Abstract

The present invention provides a gimbal device for changing a line of sight toward which a sensing device is directed. The gimbal device comprises: a first gimbal unit supporting the sensing device and capable of being rotationally driven around a first axis and a second axis intersecting the first axis; a second gimbal unit mounted on the first gimbal unit and rotationally driven around a third axis; a control unit for generating a compensation velocity value for compensating for an intersection angle formed between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit when the first gimbal portion is rotated around the first axis, and controlling the rotation of the second gimbal unit using the compensation velocity value; and a modification unit for modifying the compensation velocity value calculated by the control unit according to the intersection angle. The gimbal device according to the present invention can increase an area to which the line of sight of the sensing device may be directed.

Description

짐벌장치 및 이의 제어방법{GIMBAL APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}Gimbal device and its control method {GIMBAL APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 짐벌장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감지장비의 시선이 향할 수 있는 영역을 증가시킬 수 있는 짐벌장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gimbal device and a method for controlling the same, and more particularly, to a gimbal device capable of increasing an area to which a gaze of a sensing device can be directed, and a method for controlling the same.

일반적으로 짐벌장치는 카메라를 지지하고, 원하는 방향으로 카메라의 시선을 이동시키기 위한 장치이다. 비행기나 탱크 등의 이동체에 카메라를 탑재하는 경우 진동이 많이 발생하기 때문에, 카메라로 전해지는 진동을 감소시킬 수 있는 이중짐벌 구조의 짐벌장치가 많이 사용된다.In general, a gimbal device is a device for supporting a camera and moving the gaze of the camera in a desired direction. Since a lot of vibration occurs when the camera is mounted on a moving object such as an airplane or a tank, a gimbal device having a double gimbal structure that can reduce the vibration transmitted to the camera is widely used.

이중짐벌 구조의 짐벌장치는 내부짐벌과 외부짐벌로 구성된다. 안정적인 구동을 위해, 내부짐벌을 먼저 원하는 방향으로 구동시킨 후, 내부짐벌이 구동한 위치를 추종하도록 외부짐벌을 구동시킬 수 있다. 따라서, 외부짐벌과 내부짐벌이 구동하면서 서로 충돌하지 않도록 제어할 수 있다.The dual gimbal structure consists of an internal gimbal and an external gimbal. For stable driving, the internal gimbal may be driven in a desired direction first, and then the external gimbal may be driven to follow the driven position of the internal gimbal. Accordingly, it is possible to control the external gimbal and the internal gimbal not to collide with each other while driving.

이때, 이중짐벌의 구조상 고각이 90도에 가까워지는 경우, 내부짐벌과 외부짐벌의 방위각 축 사이에 각도 차이가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 외부짐벌이 내부짐벌을 추종하지 못하여 이중짐벌의 구동이 불안정해질 수 있다. 종래에는 고각이 90도에 가까워지는 경우, 외부짐벌의 방위각 구동을 제한하여 이중짐벌의 구동을 안정시켰다. 그러나 외부짐벌의 방위각 구동이 제한되는 만큼, 카메라가 촬영할 수 있는 영역이 감소하는 문제가 있다.At this time, when the elevation angle of the dual gimbal approaches 90 degrees, there is a problem in that the angle difference between the azimuth axis of the inner gimbal and the outer gimbal increases. Therefore, since the external gimbal cannot follow the internal gimbal, the driving of the dual gimbal may become unstable. Conventionally, when the elevation angle approaches 90 degrees, the driving of the dual gimbal is stabilized by restricting the azimuth driving of the external gimbal. However, as the azimuth driving of the external gimbal is limited, there is a problem in that the area that the camera can photograph is reduced.

JPJP 2008-244893 2008-244893 AA

본 발명은 다양한 각도에서 안정적으로 작동할 수 있는 짐벌장치 및 이의 제어방법을 제공한다.The present invention provides a gimbal device capable of stably operating at various angles and a control method thereof.

본 발명은 감지장비의 시선이 향할 수 있는 영역을 증가시킬 수 있는 짐벌장치 및 이의 제어방법을 제공한다.The present invention provides a gimbal device capable of increasing an area to which the gaze of a sensing device can be directed, and a method for controlling the same.

본 발명은 감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치로서, 상기 감지장비를 지지하며, 제1 축 및 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제1 짐벌부; 상기 제1 짐벌부에 장착되고, 제3 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제2 짐벌부; 상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전 구동하여 상기 제1 짐벌부의 제2 축과 상기 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도와, 상기 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하고, 산출된 보상속도 값을 이용하여 상기 제2 짐벌부의 회전 구동을 제어하기 위한 제어부; 및 상기 교차각도의 크기에 따라 상기 제어부에서 산출되는 보상속도 값을 수정하기 위한 수정부;를 포함한다.The present invention provides a gimbal device for changing a gaze directed by a sensing device, comprising: a first gimbal unit supporting the sensing device and capable of rotational driving around a first axis and a second axis intersecting the first axis; a second gimbal unit mounted on the first gimbal unit and rotatable about a third axis; The first gimbal unit is rotationally driven about the first axis to generate an intersection angle between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit, and a compensation speed for compensating for the intersection angle. a control unit for calculating a value and controlling rotational driving of the second gimbal unit using the calculated compensation speed value; and a correction unit for correcting the compensation speed value calculated by the control unit according to the size of the crossing angle.

상기 제어부는, 상기 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 이동시키기 위한 제1 축 속도제어명령과, 제2 축을 중심으로 회전 이동시키기 위한 제2 축 속도제어명령을 입력받고, 상기 제어부는, 상기 제1 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 상기 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제1 제어기; 상기 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 상기 제1 짐벌부를 제2 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제2 제어기; 및 상기 제1 짐벌부가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 결과로 인해 상기 제1 짐벌부가 제3 축을 기준으로 회전한 정도에 따라, 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제3 제어기;를 포함한다.The control unit receives a first axis speed control command for rotationally moving the first gimbal unit around a first axis and a second axis speed control command for rotationally moving the first axis around a second axis, the control unit comprising: a first controller for rotationally driving the first gimbal unit around a first axis with a speed value included in the first axis speed control command; a second controller for rotationally driving the first gimbal unit around a second axis with the speed value included in the second axis speed control command; and according to the degree of rotation of the first gimbal unit with respect to the third axis due to the result of rotationally driving the first gimbal unit about the second axis, for rotationally driving the second gimbal unit about the third axis. a third controller;

상기 제3 제어기는, 상기 제1 짐벌부가 제2 회전 구동한 각도, 및 상기 제2 짐벌부의 위치를 이용하여 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출하기 위한 제1 산출기; 상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전 구동한 각도를 이용하여 상기 교차각도, 및 상기 보상속도 값을 산출하고, 상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출하기 위한 제2 산출기; 및 상기 최종속도 값으로 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하는 정도를 제어하는 속도제어기;를 포함하고, 상기 수정부는, 상기 보상속도 값이 무한대에 수렴하지 않도록 상기 제2 산출기에서 산출되는 보상속도 값의 최대 크기를 제한한다.The third controller is configured to calculate a command speed value for rotating the second gimbal unit around a third axis by using the angle at which the first gimbal unit is driven for a second rotation and the position of the second gimbal unit. a first calculator for; Calculate the intersection angle and the compensation speed value using the angle driven by the first gimbal unit rotationally about the first axis, and calculate the command speed value and the compensation speed value to calculate the final speed value a second calculator; and a speed controller that controls the degree of rotation of the second gimbal unit around a third axis with the final speed value, wherein the correction unit is calculated by the second calculator so that the compensation speed value does not converge to infinity. It limits the maximum size of the compensation speed value.

상기 수정부는, 상기 제2 산출기에서 상기 교차각도의 크기별로 산출되는 보상속도 값을 전달받아, 상기 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 크기를 나타내는 교차각도 함수를 생성하기 위한 연산기; 및 상기 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하기 위한 최대값 제한기;를 포함하고, 상기 제2 산출기는, 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 보상속도 값의 최대 크기가 제한된 교차각도 함수에서 선택하여 상기 명령속도 값과 연산한다.The correction unit may include: an operator configured to receive the compensation speed value calculated for each magnitude of the intersection angle from the second calculator and generate an intersection angle function representing the magnitude of the compensation speed value according to the magnitude of the intersection angle; and a maximum value limiter for limiting the maximum value of the compensation speed to the set value so that the compensation speed value in the intersection angle function does not exceed a preset set value. A compensation speed value matching the intersection angle is selected from an intersection angle function in which the maximum size of the compensation speed value is limited and calculated with the command speed value.

상기 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수이고, 상기 최대값 제한기는, 상기 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 상기 설정값을 초과하지 않도록 제한한다.In the intersection angle function, the compensation speed value is positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, the compensation speed value is negative in the intersection angle range of more than 90 degrees to 180 degrees or less, and the maximum value limiter is, In the intersection angle function, the absolute value of the compensation speed is limited so as not to exceed the set value.

상기 수정부는, 절대값이 상기 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 상기 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환하기 위한 변환기를 더 포함한다.The correction unit includes a compensation angle value when an intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and a compensation when the intersection angle is the largest among the negative compensation speed values whose absolute value is the set value. It further includes a converter for converting the compensation speed values between the angle values into the form of a linear function that is inversely proportional.

상기 제1 짐벌부가 상기 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도일 때 상기 제2 축과 상기 제3 축은 동일선 상에 배치되고, 상기 제1 짐벌부가 상기 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도가 아니면 상기 제2 축과 상기 제3 축은 서로 교차하게 배치된다.When the angle at which the first gimbal part is positioned about the first axis is 0 degrees, the second axis and the third axis are disposed on the same line, and the angle at which the first gimbal part is positioned about the first axis is 0 degrees Otherwise, the second axis and the third axis are disposed to cross each other.

상기 감지장비는 카메라 또는 레이다를 포함한다.The sensing device includes a camera or radar.

본 발명은 감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치를 제어하기 위한 제어방법으로서, 상기 감지장비를 지지하는 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키고, 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동시키는 과정; 상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전하여 상기 제1 짐벌부의 제2 축과, 상기 제1 짐벌부에 장착되는 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도, 및 상기 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하는 과정; 상기 교차각도의 크기에 따라 상기 보상속도 값을 수정하는 과정; 및 수정된 보상속도 값을 이용하여 상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하는 과정;을 포함한다.The present invention is a control method for controlling a gimbal device for changing a gaze directed by a sensing device, wherein a first gimbal unit supporting the sensing device is rotated about a first axis, and a first gimbal unit that intersects the first axis The process of driving rotation around two axes; an angle of intersection generated between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit mounted on the first gimbal unit by rotating the first gimbal unit around a first axis, and the intersection calculating a compensation speed value for compensating for an angle; modifying the compensation speed value according to the size of the crossing angle; and controlling the driving of the second gimbal unit to rotate about a third axis by using the corrected compensation speed value.

상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하기 전에, 상기 제1 짐벌부가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 각도, 및 상기 제2 짐벌부의 위치를 이용하여 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출하는 과정을 더 포함하고, 상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하는 과정은, 상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출하는 과정; 및 상기 최종속도 값으로 제2 짐벌부의 제3 축을 중심으로 회전 구동시키는 과정;을 포함한다.Before controlling the driving to rotate the second gimbal unit around the third axis, the second gimbal unit uses the angle at which the first gimbal unit is rotationally driven about the second axis and the position of the second gimbal unit. The method further comprising calculating a command speed value for driving the bee unit to rotate about a third axis, wherein the process of controlling the driving so that the second gimbal unit rotates about the third axis includes the command speed value and the compensation speed calculating a final speed value by calculating a value; and rotating the second gimbal unit around a third axis based on the final speed value.

상기 보상속도 값의 최대값 크기를 제한하는 과정은, 상기 교차각도의 크기별로 보상속도 값을 산출하여, 상기 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 변화를 나타내는 교차각도 함수를 생성하는 과정; 및 상기 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하는 과정;을 포함하고, 상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하는 과정은, 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 보상속도 값의 최대 크기가 제한된 교차각도 함수에서 선택하여 상기 명령속도 값과 연산하는 과정을 포함한다.The step of limiting the maximum value of the compensation speed value includes: calculating a compensation speed value for each size of the intersection angle and generating an intersection angle function representing a change in the compensation speed value according to the magnitude of the intersection angle; and limiting the maximum size of the compensation speed value to the set value so that the compensation speed value does not exceed a preset set value in the intersection angle function. The process includes a process of selecting a compensation speed value matching the calculated intersection angle from an intersection angle function in which the maximum size of the compensation speed value is limited and calculating the command speed value.

상기 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수이고, 상기 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하는 과정은, 상기 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 상기 설정값을 초과하지 않도록 제한하는 과정을 포함한다.In the intersection angle function, the compensation speed value is positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, the compensation speed value is negative in the intersection angle range of more than 90 degrees to 180 degrees or less, and the maximum value of the compensation speed value is The process of limiting the magnitude to the set value includes limiting the absolute value of the compensation speed in the intersection angle function not to exceed the set value.

상기 보상속도 값의 최대값 크기를 제한하는 과정은, 절대값이 상기 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 상기 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환하는 과정을 더 포함한다.The process of limiting the maximum value of the compensation speed value includes the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and the compensation speed of a negative number whose absolute value is the set value. The method further includes converting the compensation speed values between the compensation angle values when the intersection angle is the largest among the values into a linear function form that is inversely proportional.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 짐벌장치가 다양한 각도에서 안정적으로 작동할 수 있다. 이에, 짐벌장치의 구동 가능한 각도가 제한되지 않기 때문에, 짐벌장치에 지지되는 감지장비의 시선이 향할 수 있는 영역을 증가시킬 수 있다. 따라서, 감지장비를 효율적으로 운용할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the gimbal device can be stably operated at various angles. Accordingly, since the drivable angle of the gimbal device is not limited, the area to which the gaze of the sensing device supported by the gimbal device can be directed can be increased. Therefore, it is possible to efficiently operate the sensing equipment.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 제어기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 제어기와 제3 제어기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제한부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이다.
1 is a view showing the structure of a gimbal device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a structure of a first controller according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating structures of a second controller and a third controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a limiting unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a gimbal device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you. In order to explain the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like numerals refer to like elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 제어기의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 제어기와 제3 제어기의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제한부의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 구조에 대해 설명하기로 한다.1 is a diagram showing a structure of a gimbal device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a structure of a first controller according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a view showing the structures of the second controller and the third controller, and FIG. 4 is a view showing the structure of the limiting unit according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the structure of the gimbal device according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치는, 감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치이다. 도 1을 참조하면 짐벌장치(1000)는 제1 짐벌부(1100), 제2 짐벌부(1200), 제어부(1300), 및 수정부(1400)를 포함한다.A gimbal device according to an embodiment of the present invention is a gimbal device for changing a gaze toward which a sensing device faces. Referring to FIG. 1 , the gimbal apparatus 1000 includes a first gimbal unit 1100 , a second gimbal unit 1200 , a control unit 1300 , and a correction unit 1400 .

이때, 감지방지(50)는 카메라 또는 레이다를 포함할 수 있다. 감지방지(50)는 짐벌장치(1000)에 지지되고, 짐벌장치(1000)에 의해 원하는 방향으로 시선이 이동할 수 있다. 즉, 짐벌장치(1000)가 감지방지(50)를 제1 축, 제2 축, 및 제3 축으로 이동시켜 감지방지(50)의 시선이 향하는 방향을 조절할 수 있다. 제1 축을 중심으로 회전하여 조절되는 각도는 고각(Elevation)일 수 있고, 제2 축 및 제3 축을 중심으로 회전하여 조절되는 각도는 방위각(Azimuth)일 수 있다.At this time, the detection prevention 50 may include a camera or radar. The detection prevention 50 is supported by the gimbal device 1000 , and the gaze can move in a desired direction by the gimbal device 1000 . That is, the gimbal device 1000 may move the detection prevention 50 to the first axis, the second axis, and the third axis to adjust the direction in which the gaze of the detection prevention 50 is directed. An angle adjusted by rotating about the first axis may be an elevation, and an angle adjusted by rotating about the second and third axes may be an azimuth.

제1 짐벌부(1100)는 감지방지(50)를 지지한다. 제1 짐벌부(1100)는 제1 축 및 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동이 가능하다. 이에, 제1 짐벌부(1100)에 지지된 감지방지(50)의 시선이 제1 축과 제2 축으로 조절될 수 있다. 제1 짐벌부(1100)는 제1 프레임(1110), 제1 구동기(1120), 및 제2 구동기(1130)를 포함한다.The first gimbal unit 1100 supports the detection prevention 50 . The first gimbal unit 1100 may be rotationally driven about a first axis and a second axis intersecting the first axis. Accordingly, the gaze of the detection prevention 50 supported by the first gimbal unit 1100 may be adjusted to the first axis and the second axis. The first gimbal unit 1100 includes a first frame 1110 , a first driver 1120 , and a second driver 1130 .

제1 프레임(1110)은 감지방지(50)가 탑재될 수 있는 내부공간을 가진다. 제1 프레임(1110)에는 개구부가 구비될 수 있다. 이에, 제1 프레임(1110)의 내부공간에서 감지방지(50)가 제1 프레임(1110)의 개구부를 향하도록 위치할 수 있다. 따라서, 감지방지(50)의 시선이 제1 프레임(1110)의 외측을 향할 수 있다. 그러나 제1 프레임(1110)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.The first frame 1110 has an inner space in which the detection prevention 50 can be mounted. An opening may be provided in the first frame 1110 . Accordingly, the detection prevention 50 in the inner space of the first frame 1110 may be positioned to face the opening of the first frame 1110 . Accordingly, the gaze of the detection prevention 50 may face the outside of the first frame 1110 . However, the structure and shape of the first frame 1110 is not limited thereto and may vary.

제1 구동기(1120)는 제1 프레임(1110)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동기(1120)는 한 쌍이 구비되어 제1 프레임(1110)의 양측면에 각각 연결될 수 있다. 제1 구동기(1120)는 모터를 구비하여 제1 프레임(1110)을 제1 축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 제1 프레임(1110)의 내부공간에 탑재된 감지방지(50)도 제1 축을 중심으로 회전하면서 감지장비(50) 시선의 고각 각도가 조절될 수 있다. 그러나 제1 구동기(1120)와 제1 프레임(1110)이 연결되는 구조, 및 제1 구동기(1120)가 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.The first driver 1120 may be installed on the first frame 1110 . For example, a pair of first drivers 1120 may be provided and respectively connected to both sides of the first frame 1110 . The first driver 1120 may include a motor to rotate the first frame 1110 about a first axis. Accordingly, while the detection prevention 50 mounted in the inner space of the first frame 1110 also rotates about the first axis, the elevation angle of the gaze of the detection device 50 may be adjusted. However, the structure in which the first driver 1120 and the first frame 1110 are connected and the number of the first drivers 1120 are not limited thereto and may vary.

제2 구동기(1130)는 제1 프레임(1110)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제2 구동기(1130)는 한 쌍이 구비되어 감지장비(50)의 상하부에 각각 연결되며 제1 프레임(1110)의 내측 상하부 벽체에 각각 지지될 수 있다. 제2 구동기(1130)는 모터를 구비하여 감지방지(50)는 제2 축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 감지방지(50)가 제2 축을 중심으로 회전하면서 감지장비(50) 시선의 방위각이 조절될 수 있다. 그러나 제2 구동기(1130)와 제1 프레임(1110) 및 감지방지(50)가 연결되는 구조나, 제2 구동기(1130)가 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.The second driver 1130 may be installed on the first frame 1110 . For example, a pair of the second actuators 1130 may be provided, respectively, connected to the upper and lower portions of the sensing device 50 , and may be respectively supported on the inner upper and lower walls of the first frame 1110 . The second driver 1130 may include a motor so that the detection prevention 50 may rotate about the second axis. Accordingly, the azimuth of the detection device 50's gaze can be adjusted while the detection prevention 50 rotates about the second axis. However, the structure in which the second driver 1130, the first frame 1110, and the detection prevention 50 are connected or the number of the second drivers 1130 are not limited thereto, and may vary.

제2 짐벌부(1200)는 제1 짐벌부(1100)에 장착된다. 제2 짐벌부(1200)는 제1 짐벌부(1100)와 독립적으로 구동하며, 제2 짐벌부(1200)는 제3 축으로 구동 가능하다. 제1 짐벌부(1100)와 제2 짐벌부(1200)가 이중짐벌 구조를 형성할 수 있고, 이중짐벌 구조에 의해 감지방지(50)로 전달되는 진동을 감소시킬 수 있다. 제2 짐벌부(1200)는 제1 짐벌부(1100)의 제2 축을 중심으로 회전한 구동에 추종하여 구동할 수 있다. 제2 짐벌부(1200)는 제2 프레임(1210), 및 제3 구동기(1220)를 포함한다.The second gimbal unit 1200 is mounted on the first gimbal unit 1100 . The second gimbal unit 1200 is driven independently of the first gimbal unit 1100 , and the second gimbal unit 1200 is drivable along a third axis. The first gimbal unit 1100 and the second gimbal unit 1200 may form a double gimbal structure, and the vibration transmitted to the detection prevention 50 may be reduced by the double gimbal structure. The second gimbal unit 1200 may be driven by following the rotation of the first gimbal unit 1100 about the second axis. The second gimbal unit 1200 includes a second frame 1210 and a third driver 1220 .

제2 프레임(1210)은 제1 짐벌부(1100)가 외측에 위치한다. 예를 들어, 제1 짐벌부(1100)의 제1 구동기(1120)가 제2 프레임(1210)의 내측 벽체에 연결되어, 제1 프레임(1110)이 제2 프레임(1210)의 내부공간에 위치할 수 있다. 또한, 제2 프레임(1210)에는 개구부가 구비될 수 있다. 이에, 제2 프레임(1210)의 내부공간에서 감지방지(50)가 제2 프레임(1210)의 개구부를 향하도록 위치할 수 있다. 따라서, 감지방지(50)의 시선이 제2 프레임(1210)의 외측을 향할 수 있다. 그러나 제2 프레임(1210)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.The second frame 1210 has the first gimbal unit 1100 positioned on the outside. For example, the first driver 1120 of the first gimbal unit 1100 is connected to the inner wall of the second frame 1210 , and the first frame 1110 is located in the inner space of the second frame 1210 . can do. Also, an opening may be provided in the second frame 1210 . Accordingly, the detection prevention 50 in the inner space of the second frame 1210 may be positioned to face the opening of the second frame 1210 . Accordingly, the gaze of the detection prevention 50 may face the outside of the second frame 1210 . However, the structure and shape of the second frame 1210 is not limited thereto and may vary.

제3 구동기(1220)는 제2 프레임(1210)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제3 구동기(1220)는 제2 프레임(1210)의 하부에 연결될 수 있다. 제3 구동기(1220)는 모터를 구비하여 제2 프레임(1210)을 제3 축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 제1 짐벌부(1100)에 지지되어 제2 축을 중심으로 회전하는 감지방지(50)의 시야를 가리지 않도록, 제2 프레임(1210)이 회전할 수 있다. 즉, 제2 구동기(1130)로 제1 프레임(1110)을 원하는 방향으로 먼저 이동시킨 후, 제1 프레임(1110)이 회전한 위치를 추종하도록 제3 구동기(1220)가 제2 프레임(1210)을 회전시킬 수 있다. 이에, 제1 짐벌부(1100)와 제2 짐벌부(1200)가 구동하면서 서로 충돌하지 않을 수 있다. 그러나 제3 구동기(1220)와 제2 프레임(1210)이 연결되는 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.The third driver 1220 may be installed on the second frame 1210 . For example, the third driver 1220 may be connected to a lower portion of the second frame 1210 . The third driver 1220 may include a motor to rotate the second frame 1210 about a third axis. Accordingly, the second frame 1210 may be rotated so as not to block the view of the detection prevention 50 that is supported by the first gimbal unit 1100 and rotates about the second axis. That is, after first moving the first frame 1110 in a desired direction with the second driver 1130 , the third driver 1220 moves the second frame 1210 to follow the rotated position of the first frame 1110 . can be rotated. Accordingly, the first gimbal unit 1100 and the second gimbal unit 1200 may not collide with each other while driving. However, the structure in which the third driver 1220 and the second frame 1210 are connected is not limited thereto and may be various.

이때, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도일 때 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과, 제2 짐벌부(1200)의 제3 축은 동일선 상에 배치되고, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도가 아니면 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과, 제2 짐벌부(1200)의 제3 축은 서로 교차하게 배치될 수 있다. 따라서, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하는 정도에 따라, 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과 제2 짐벌부(1200)의 제3 축 사이에 교차각도가 발생할 수 있다. 이에, 교차각도를 고려하여 제2 짐벌부(1200)가 제1 짐벌부(1100)를 안정적으로 추종하도록 제어부(1300)를 이용하여 제1 짐벌부(1100)와 제2 짐벌부(1200)의 구동을 제어할 수 있다.At this time, when the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis is 0 degrees, the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 are arranged on the same line and , if the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis is not 0 degrees, the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 may be arranged to cross each other have. Accordingly, depending on the degree to which the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the first axis, the angle of intersection between the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 is can occur Accordingly, the first gimbal unit 1100 and the second gimbal unit 1200 using the control unit 1300 so that the second gimbal unit 1200 stably follows the first gimbal unit 1100 in consideration of the crossing angle. drive can be controlled.

제어부(1300)는 제1 짐벌부(50)를 제1 축과 제2 축으로 이동시키기 위한 제1 축 속도제어 명령과 제2 축 속도제어명령을 입력받을 수 있다. 이에, 제어부(1300)는 제1 축 속도제어 명령과 제2 축 속도제어명령에 따라 제1 짐벌부(1100)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1300)는 제1 짐벌부(1100)의 위치에 따라 제2 짐벌부(1200)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(1300)는 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동으로 인해 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과 제2 짐벌부(1200)의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도, 및 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출한 후, 산출된 보상속도 값을 이용하여 제2 짐벌부(1200)의 회전 구동을 제어할 수 있다. 제어부(1300)는 제1 제어기(1310), 제2 제어기(1320), 및 제3 제어기(1330)를 포함한다.The control unit 1300 may receive a first axis speed control command and a second axis speed control command for moving the first gimbal unit 50 to the first axis and the second axis. Accordingly, the controller 1300 may control the driving of the first gimbal unit 1100 according to the first axis speed control command and the second axis speed control command. Also, the controller 1300 may control the driving of the second gimbal unit 1200 according to the position of the first gimbal unit 1100 . That is, the control unit 1300 generates between the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 due to rotation of the first gimbal unit 1100 about the first axis. After calculating the crossing angle and a compensation speed value for compensating for the crossing angle, rotational driving of the second gimbal unit 1200 may be controlled using the calculated compensation speed value. The controller 1300 includes a first controller 1310 , a second controller 1320 , and a third controller 1330 .

제1 제어기(1310)는 제1 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 제1 제어기(1310)는 도 2와 같이 제1 속도제어기(1311), 및 제1 속도센서(1312)를 포함할 수 있다. 제1 속도제어기(1311), 및 제1 속도센서(1312)는 제1 구동기(1120)의 제어루프를 형성할 수 있다.The first controller 1310 may rotate the first gimbal unit around the first axis with the speed value included in the first axis speed control command. The first controller 1310 may include a first speed controller 1311 and a first speed sensor 1312 as shown in FIG. 2 . The first speed controller 1311 and the first speed sensor 1312 may form a control loop of the first driver 1120 .

제1 속도센서(1312)는 제1 짐벌부(1100)의 제1 축을 중심으로 회전하는 속도를 측정하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 제1 속도센서(1312)는 제1 프레임(1110)이 제1 구동기(1120)에 의해 제1 축을 중심으로 회전하는 각속도를 측정할 수 있다. 따라서, 제1 속도센서(1312)가 측정하는 각속도에는 제1 프레임(1110)의 제1 축 진동에 의한 회전도 포함될 수 있다.The first speed sensor 1312 may be a sensor that measures the rotation speed of the first gimbal unit 1100 about the first axis. For example, the first speed sensor 1312 may measure the angular velocity at which the first frame 1110 rotates about the first axis by the first driver 1120 . Accordingly, the angular velocity measured by the first speed sensor 1312 may also include rotation of the first frame 1110 due to the first shaft vibration.

제1 속도제어기(1311)는 제1 축 속도제어명령과 제1 속도센서(1312)가 측정한 각속도를 전달받을 수 있다. 예를 들어, 제1 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제1 축 각속도를 빼서 제1 속도제어기(1311)에 전달할 수 있다. 따라서, 제1 속도제어기(1311)는 제1 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제1 축 각속도를 뺀 속도로 제1 프레임(1110)이 회전하도록 제1 구동기(1120)를 구동시킬 수 있다. 즉, 제1 축 속도제어명령과 제1 짐벌부(1100)의 제1 축을 중심으로 회전하는 속도 사이의 오차를 산출하여 제1 짐벌부(1100)를 제1 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 이에, 제1 프레임(1110)이 제1 축을 중심으로 원하는 방향을 향하도록 회전시키거나, 제1 프레임(1110)에 전달되는 제1 축 진동을 상쇄시키도록 제1 프레임(1110)을 회전시킬 수 있다.The first speed controller 1311 may receive the first axis speed control command and the angular speed measured by the first speed sensor 1312 . For example, the first axis angular speed may be subtracted from the speed value included in the first axis speed control command and transmitted to the first speed controller 1311 . Accordingly, the first speed controller 1311 may drive the first driver 1120 so that the first frame 1110 rotates at a speed obtained by subtracting the first shaft angular speed from the speed value included in the first shaft speed control command. . That is, by calculating an error between the first axis speed control command and the rotation speed of the first gimbal unit 1100 about the first axis, the first gimbal unit 1100 may be rotationally driven about the first axis. Accordingly, the first frame 1110 may be rotated to face a desired direction about the first axis, or the first frame 1110 may be rotated to offset the first axis vibration transmitted to the first frame 1110 . have.

제2 제어기(1320)는 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 제2 짐벌부(1200)를 제2 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 제2 제어기(1320)는 도 3과 같이 제2 속도제어기(1321), 및 제2 속도센서(1322)를 포함한다. 제2 속도제어기(1321), 및 제2 속도센서(1322)는 제2 구동기(1130)의 제어루프를 형성할 수 있다.The second controller 1320 may rotate the second gimbal unit 1200 around the second axis with the speed value included in the second axis speed control command. The second controller 1320 includes a second speed controller 1321 and a second speed sensor 1322 as shown in FIG. 3 . The second speed controller 1321 and the second speed sensor 1322 may form a control loop of the second driver 1130 .

제2 속도센서(1322)는 제1 짐벌부(1100)의 제2 축을 중심으로 회전하는 속도를 측정하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 제2 속도센서(1322)는 제1 프레임(1110)이 제2 구동기(1130)에 의해 제2 축을 중심으로 회전하는 각속도를 측정할 수 있다. 따라서, 제2 속도센서(1321)가 측정하는 각속도에는 제1 프레임(1110)의 제2 축 진동에 의한 회전도 포함될 수 있다.The second speed sensor 1322 may be a sensor that measures the rotation speed of the first gimbal unit 1100 about the second axis. For example, the second speed sensor 1322 may measure the angular velocity at which the first frame 1110 rotates about the second axis by the second driver 1130 . Accordingly, the angular velocity measured by the second speed sensor 1321 may also include rotation of the first frame 1110 due to the second shaft vibration.

제2 속도제어기(1321)는 제2 축 속도제어명령과 제2 속도센서(1322)가 측정한 제2 축 각속도를 전달받을 수 있다. 예를 들어, 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제2 축 각속도를 빼서 제2 속도제어기(1321)에 전달할 수 있다. 따라서, 제2 속도제어기(1321)는 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제2 축 각속도를 뺀 속도로 제1 프레임(1110)이 이동하도록 제2 구동기(1130)를 구동시킬 수 있다.The second speed controller 1321 may receive the second axis speed control command and the second axis angular velocity measured by the second speed sensor 1322 . For example, the second axis angular speed may be subtracted from the speed value included in the second axis speed control command and transmitted to the second speed controller 1321 . Accordingly, the second speed controller 1321 may drive the second driver 1130 to move the first frame 1110 at a speed obtained by subtracting the angular speed of the second axis from the speed value included in the second axis speed control command. .

제2 속도제어기(1321)는 제2 축 속도제어명령과 제2 속도센서(1322)가 측정한 각속도를 전달받을 수 있다. 예를 들어, 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제2 축 각속도를 빼서 제2 속도제어기(1321)에 전달할 수 있다. 따라서, 제2 속도제어기(1321)는 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값에서 제2 축 각속도를 뺀 속도로 제1 프레임(1110)이 회전하도록 제2 구동기(1130)를 구동시킬 수 있다. 즉, 제2 축 속도제어명령과 제1 짐벌부(1100)의 제2 축을 중심으로 회전하는 속도 사이의 오차를 산출하여 제1 짐벌부(1100)를 제2 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 이에, 제1 프레임(1110)이 제2 축을 중심으로 원하는 방향을 향하도록 회전시키거나, 제1 프레임(1110)에 전달되는 제2 축 진동을 상쇄시키도록 제1 프레임(1110)을 회전시킬 수 있다.The second speed controller 1321 may receive the second axis speed control command and the angular speed measured by the second speed sensor 1322 . For example, the second axis angular speed may be subtracted from the speed value included in the second axis speed control command and transmitted to the second speed controller 1321 . Accordingly, the second speed controller 1321 may drive the second driver 1130 to rotate the first frame 1110 at a speed obtained by subtracting the angular speed of the second axis from the speed value included in the second axis speed control command. . That is, by calculating an error between the second axis speed control command and the rotation speed of the first gimbal unit 1100 about the second axis, the first gimbal unit 1100 may be rotationally driven about the second axis. Accordingly, the first frame 1110 may be rotated toward a desired direction about the second axis, or the first frame 1110 may be rotated to offset the second axis vibration transmitted to the first frame 1110 . have.

제3 제어기(1330)는 제1 짐벌부(1100)가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 결과로 인해 제1 짐벌부(1100)가 제3 축을 기준으로 회전한 정도에 따라, 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 제3 제어기(1330)는 도 3과 같이 제1 산출기(1331), 제2 산출기(1332), 및 제3 속도제어기(1333)를 포함한다. 제1 산출기(1331), 제2 산출기(1332), 및 제3 속도제어기(1333)는 제3 구동기(1220)의 추종 제어루프를 형성할 수 있다.The third controller 1330 controls the second gimbal part ( 1200) may be driven to rotate about the third axis. The third controller 1330 includes a first calculator 1331 , a second calculator 1332 , and a third speed controller 1333 as shown in FIG. 3 . The first calculator 1331 , the second calculator 1332 , and the third speed controller 1333 may form a tracking control loop of the third driver 1220 .

이때, 제3 제어기(1330)는 제1 위치센서(1334), 및 제2 위치센서(1335)를 더 포함할 수도 있다. 제1 위치센서(1334)는 제1 짐벌부(1100)가 제2 축을 중심으로 회전한 위치를 감지할 수 있고, 제2 위치센서(1335)는 제3 축을 기준으로 제2 짐벌부(1200)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 위치센서(1334)는 제1 프레임(1110)이 제2 축을 중심으로 회전한 속도를 적분하여 제1 짐벌부(1100)의 위치를 산출하고, 제2 위치센서(1335)는 제2 프레임(1210)이 제3 축을 중심으로 회전했었던 속도를 적분하여 제2 짐벌부(1200)의 위치를 산출할 수 있다. 그러나 제1 위치센서(1334)와 제2 위치센서(1335)가 제1 짐벌부(1100)와 제2 짐벌부(1200)의 위치를 감지하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.In this case, the third controller 1330 may further include a first position sensor 1334 and a second position sensor 1335 . The first position sensor 1334 may detect a position in which the first gimbal unit 1100 is rotated about the second axis, and the second position sensor 1335 is the second gimbal unit 1200 based on the third axis. position can be detected. For example, the first position sensor 1334 calculates the position of the first gimbal unit 1100 by integrating the speed at which the first frame 1110 rotates about the second axis, and the second position sensor 1335 . may calculate the position of the second gimbal unit 1200 by integrating the speed at which the second frame 1210 rotated about the third axis. However, the method for the first position sensor 1334 and the second position sensor 1335 to sense the positions of the first gimbal unit 1100 and the second gimbal unit 1200 is not limited thereto and may be various.

제1 산출기(1331)는 제1 위치센서(1334) 및 제2 위치센서(1335)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 제1 산출기(1331)는 제1 짐벌부(1100)가 제2 회전 구동한 각도, 및 제2 짐벌부(1200)의 위치를 이용하여, 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출할 수 있다. 즉, 제1 짐벌부(1100)가 구동한 위치와 제2 짐벌부(1200)의 위치의 오차를 산출하고, 산출된 오차를 감소시키도록 제2 짐벌부(1200)를 구동시킬 수 있는 명령속도 값을 산출할 수 있다.The first calculator 1331 may be connected to send and receive signals to and from the first position sensor 1334 and the second position sensor 1335 . The first calculator 1331 uses the second rotational angle of the first gimbal unit 1100 and the position of the second gimbal unit 1200 to set the second gimbal unit 1200 around the third axis. It is possible to calculate the command speed value to drive rotation. That is, a command speed capable of calculating an error between a position driven by the first gimbal unit 1100 and a position of the second gimbal unit 1200 and driving the second gimbal unit 1200 to reduce the calculated error. value can be calculated.

제2 산출기(1332)는 제1 산출기(1331)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 제2 산출기(1332)는 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동한 각도를 이용하여 교차각도를 산출할 수 있다. 즉, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전한 각도만큼 교차각도가 발생하기 때문에, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전한 각도를 교차각도로 사용할 수 있다. 또한, 제2 산출기(1332)는 보상속도 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제2 산출기(1332)는 하기의 수학식을 이용하여 보상속도 값을 산출할 수 있다.The second calculator 1332 may be connected to send and receive signals to and from the first calculator 1331 . The second calculator 1332 may calculate the intersection angle by using the angle at which the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the first axis. That is, since the cross angle is generated as much as the angle at which the first gimbal unit 1100 rotates about the first axis, the angle at which the first gimbal unit 1100 rotates about the first axis can be used as the cross angle. Also, the second calculator 1332 may calculate a compensation speed value. For example, the second calculator 1332 may calculate the compensation speed value using the following equation.

수학식: 교차보상 값 = 1/cos(교차각도)Equation: Cross compensation value = 1/cos (cross angle)

제2 산출기(1332)가 보상속도 값을 산출하면, 명령속도 값과 보상속도 값을 연산할 수 있다. 이에, 명령속도 값과 보상속도 값을 연산한 최종속도 값을 산출할 수 있다.When the second calculator 1332 calculates the compensation speed value, the command speed value and the compensation speed value may be calculated. Accordingly, the final speed value obtained by calculating the command speed value and the compensation speed value can be calculated.

제3 속도제어기(1333)는 제2 산출기(1332)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 제3 속도제어기(1333)는 최종속도 값으로 제2 짐벌부(1200)가 제3 축을 중심으로 회전하는 정도를 제어할 수 있다. 이에, 제1 짐벌부(1100)가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 결과로 인해 제1 짐벌부(1100)가 제3 축을 기준으로 회전한 정도에 따라, 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다.The third speed controller 1333 may be connected to send and receive signals to and from the second calculator 1332 . The third speed controller 1333 may control the degree of rotation of the second gimbal unit 1200 about the third axis as the final speed value. Accordingly, according to the degree of rotation of the first gimbal unit 1100 with respect to the third axis due to the result of the first gimbal unit 1100 being rotationally driven about the second axis, the second gimbal unit 1200 is rotated about the third axis. It can be driven to rotate around an axis.

이때, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 90도에 가까워지는 경우, 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과 제2 짐벌부(1200)의 제3 축 사이에 각도 차이가 증가하여, 제2 짐벌부(1200)가 제1 짐벌부(1100)을 추종하지 못하면서 구동이 불안정해질 수 있다. 따라서, 수정부(1400)를 이용하여 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 구동하도록 보상속도 값을 수정할 수 있다.At this time, when the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis approaches 90 degrees, between the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 . As the angle difference increases, the driving of the second gimbal unit 1200 may become unstable while not following the first gimbal unit 1100 . Accordingly, the compensation speed value may be corrected using the correction unit 1400 to stably drive the second gimbal unit 1200 .

수정부(1400)는 제어부(1300)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 수정부(1400)는 교차각도의 크기에 따라 제어부(1300)에서 산출되는 보상속도 값을 수정할 수 있다. 즉, 수정부(1400)는 보상속도 값이 무한대에 수렴하지 않도록 제2 산출기(1332)에서 산출되는 보상속도 값의 최대 크기를 제한할 수 있다. 이에, 제어부(1300)는 수정부(1400)가 제한한 보상속도 값을 명령속도 값과 연산하여 최종속도 값을 산출할 수 있다. 수정부(1400)는 연산기(1410), 및 최대값 제한기(1420)를 포함한다.The correction unit 1400 may be connected to send and receive signals to and from the control unit 1300 . The correction unit 1400 may correct the compensation speed value calculated by the control unit 1300 according to the size of the crossing angle. That is, the correction unit 1400 may limit the maximum size of the compensation speed value calculated by the second calculator 1332 so that the compensation speed value does not converge to infinity. Accordingly, the control unit 1300 may calculate the final speed value by calculating the compensation speed value limited by the correction unit 1400 with the command speed value. The correction unit 1400 includes an operator 1410 and a maximum value limiter 1420 .

연산기(1410)는 제2 산출기(1332)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 연산기(1410)는 제2 산출기(1332)에서 교차각도의 크기별로 산출되는 보상속도 값을 전달받아, 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 크기를 나타내는 교차각도 함수를 생성할 수 있다. 따라서, 도 4와 같이 연산기(1410)에서 교차각도 함수를 이용한 그래프를 생성할 수 있다.The calculator 1410 may be connected to send and receive a signal to and from the second calculator 1332 . Accordingly, the calculator 1410 may receive the compensation speed value calculated for each size of the intersection angle from the second calculator 1332 and generate an intersection angle function representing the magnitude of the compensation speed value according to the magnitude of the intersection angle. . Accordingly, as shown in FIG. 4 , the calculator 1410 may generate a graph using the intersection angle function.

최대값 제한기(1420)는 연산기(1410)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 최대값 제한기(1420)는 연산기(1410)에서 생성한 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한할 수 있다. 따라서, 도 4와 같이 최대값 제한기(1420)는 교차각도 함수를 이용한 그래프에서 최대값이 설정값을 넘지 않도록 할 수 있다. 설정값은 제2 짐벌부(1200)가 기계적으로 회전 구동한 범위에 맞추어 설정될 수 있다.The maximum value limiter 1420 may be connected to send and receive a signal to and from the operator 1410 . Accordingly, the maximum value limiter 1420 may limit the maximum value of the compensation speed value to the set value so that the compensation speed value does not exceed a preset set value in the intersection angle function generated by the calculator 1410 . Accordingly, as shown in FIG. 4 , the maximum value limiter 1420 may prevent the maximum value from exceeding the set value in the graph using the intersection angle function. The setting value may be set according to a range in which the second gimbal unit 1200 is mechanically rotationally driven.

이때, 제2 산출기(1332)는 최대값 제한기(1420)로부터 최대값이 제한된 교차각도 함수를 전달받을 수 있다. 제2 산출기(1332)는 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 전달받은 교차각도 함수에서 선택하여 명령속도 값과 연산할 수 있다. 따라서, 명령속도 값과 연산되는 보상속도 값의 최대 크기는 설정값 이하이기 때문에, 무한대에 수렴하는 보상속도 값을 사용하지 않을 수 있다. 이에, 보상속도 값이 너무 커지는 것을 방지하기 때문에, 보상속도 값이 최대가 되는 교차각도에서도 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 작동할 수 있다.In this case, the second calculator 1332 may receive an intersection angle function having a limited maximum value from the maximum value limiter 1420 . The second calculator 1332 may select a compensation speed value matching the calculated intersection angle from the received intersection angle function and calculate it with the command speed value. Therefore, since the maximum magnitude of the command speed value and the calculated compensation speed value is less than the set value, the compensation speed value converging to infinity may not be used. Accordingly, since the compensation speed value is prevented from becoming too large, the second gimbal unit 1200 can be stably operated even at an intersection angle at which the compensation speed value becomes the maximum.

한편, 보상속도 값이 상기의 수학식에 의해 계산되기 때문에, 교차각도가 90도 미만이면 보상속도 값이 양수이고, 교차각도 값이 90도를 초과하면 보상속도 값이 음수로 계산된다. 이에, 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수일 수 있다. 즉, 도 4와 같이 연산기(1410)에서 산출되는 교차각도 함수를 이용하여 생성한 그래프에 교차각도 값이 양수인 양수영역과, 교차각도 값이 음수인 음수영역이 형성될 수 있다. 교차각도 함수에서 보상속도 값이 양수와 음수를 모두 포함하는 경우, 최대값 제한기(1420)는, 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 설정값을 초과하지 않도록 제한할 수 있다. 따라서, 도 4와 같이 교차각도 함수를 이용하여 생성한 그래프에서 절대값이 설정값인 max는 양수영역의 교차각도 값 크기를 제한하고, 절대값이 설정값인 min은 음수영역의 교차각도 값 크기를 제한할 수 있다.On the other hand, since the compensation speed value is calculated by the above equation, the compensation speed value is positive when the intersection angle is less than 90 degrees, and the compensation speed value is calculated as a negative number when the intersection angle value exceeds 90 degrees. Accordingly, in the intersection angle function, the compensation speed value may be positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, and the compensation speed value may be negative in the intersection angle range of more than 90 degrees and 180 degrees or less. That is, a positive region having a positive intersection angle value and a negative region having a negative intersection angle value may be formed in a graph generated using the intersection angle function calculated by the operator 1410 as shown in FIG. 4 . When the compensation speed value in the intersection angle function includes both positive and negative numbers, the maximum value limiter 1420 may limit the absolute value of the compensation speed in the intersection angle function not to exceed a set value. Therefore, in the graph generated using the intersection angle function as shown in FIG. 4 , the absolute value of max limits the cross angle value size of the positive region, and min, the set value of the absolute value, limits the cross angle value size of the negative region. can be limited.

또한, 교차각도가 90도 미만이면 보상속도 값이 양수이고, 교차각도 값이 90도를 초과하면 보상속도 값이 음수이기 때문에, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하면서 교차각도가 90도 내외에서 변하는 경우, 제2 짐벌부(1200)를 회전 구동시키는 정도가 급변할 수 있다. 즉, 교차각도가 90도 이전에는 보상속도 값이 +설정값이고, 90도를 넘어가면 -설정값이기 때문에, 보상설정 값의 변화 폭이 켜져 제2 짐벌부(1200)의 구동이 불안정해질 수 있다. 이에, 수정부(1400)는 변환기(1430)를 더 구비하여 제2 짐벌부(1200)의 구동을 더 안정화시킬 수 있다.In addition, since the compensation speed value is positive when the intersection angle is less than 90 degrees, and the compensation speed value is negative when the intersection angle value exceeds 90 degrees, the first gimbal unit 1100 rotates around the first axis while driving When the angle is changed within 90 degrees, the degree of rotationally driving the second gimbal unit 1200 may change rapidly. That is, since the compensation speed value is a + set value before the crossing angle is 90 degrees, and is a - set value when it exceeds 90 degrees, the range of change in the compensation set value is turned on and the driving of the second gimbal unit 1200 may become unstable. have. Accordingly, the correction unit 1400 may further include a transducer 1430 to further stabilize the driving of the second gimbal unit 1200 .

변환기(1430)는 최대값 제한기(1420)와 신호를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 변환기(1430)는 절대값이 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환할 수 있다. 즉, 도 4와 같이 최대값이 제한된 교차각도 함수를 이용하여 생성한 그래프에서 절대값이 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값을 연결하도록 보상속도 값들을 설정할 수 있다. 이에, 교차각도가 90도일 때 보상각도 값이 0이 될 수 있고, 90도 내외에서의 보상속도 값 차이를 감소시킬 수 있다. The converter 1430 may be connected to send and receive a signal to and from the maximum limiter 1420 . The converter 1430 calculates the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and the compensation angle when the intersection angle is the largest among the negative compensation speed values whose absolute value is the set value. Compensation speed values between values can be converted into a linear function form that is inversely proportional. That is, in the graph generated using the intersection angle function with the maximum value limited as shown in FIG. 4, the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and the absolute value is the set value. Compensation speed values may be set to connect the compensation angle value when the intersection angle is the largest among negative compensation speed values. Accordingly, when the crossing angle is 90 degrees, the compensation angle value may be 0, and the difference in the compensation speed values within or around 90 degrees may be reduced.

이때, 변환기(1430)가 더 구비되는 경우, 제2 산출기(1332)는 변환기(1430)로부터 교차각도가 90도 내외일 때 산출되는 보상속도 값이 수정되는 교차각도 함수를 전달받을 수 있다. 제2 산출기(1332)는 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 전달받은 교차각도 함수에서 선택하여 명령속도 값과 연산할 수 있다. 따라서, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하면서 교차각도가 90도 내외에서 변하는 경우에, 제2 짐벌부(1200)를 구동시키는 최종속도 값의 변화량이 크기 않기 때문에, 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 구동할 수 있다.In this case, when the converter 1430 is further provided, the second calculator 1332 may receive an intersection angle function in which the compensation speed value calculated when the intersection angle is about 90 degrees is corrected from the converter 1430 . The second calculator 1332 may select a compensation speed value matching the calculated intersection angle from the received intersection angle function and calculate it with the command speed value. Therefore, when the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the first axis and the cross angle changes within 90 degrees, the change amount of the final speed value for driving the second gimbal unit 1200 is not large, 2 The gimbal unit 1200 can be stably driven.

이처럼 짐벌장치(1000)가 다양한 각도에서 안정적으로 작동할 수 있다. 이에, 짐벌장치(1000)의 구동 가능한 각도가 제한되지 않기 때문에, 짐벌장치(1000)에 지지되는 감지방지(50)의 시선이 향할 수 있는 영역을 증가시킬 수 있다. 따라서, 감지방지(50)를 효율적으로 운용할 수 있다.As such, the gimbal device 1000 may be stably operated at various angles. Accordingly, since the drivable angle of the gimbal device 1000 is not limited, the area to which the gaze of the anti-sensing device 50 supported by the gimbal device 1000 can be directed can be increased. Accordingly, the detection prevention 50 can be efficiently operated.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 제어방법에 대해 설명하기로 한다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling a gimbal device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for controlling a gimbal device according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치의 제어방법은, 감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치를 제어하기 위한 제어방법이다. 도 5를 참조하면 짐벌장치의 제어방법은, 감지장비를 지지하는 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키고, 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동시키는 과정(S110), 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전하여 제1 짐벌부의 제2 축과, 제1 짐벌부에 장착되는 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도, 및 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하는 과정(S120), 교차각도의 크기에 따라 보상속도 값을 수정하는 과정(S130), 및 수정된 보상속도 값을 이용하여 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하는 과정(S140)을 포함한다.The control method of the gimbal device according to an embodiment of the present invention is a control method for controlling the gimbal device for changing the gaze towards the sensing device. Referring to FIG. 5 , the control method of the gimbal device includes a process of rotating a first gimbal for supporting the sensing device about a first axis and rotatingly driving a second axis that intersects the first axis (S110); Compensating for an angle of intersection and an angle of intersection occurring between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit mounted on the first gimbal unit by rotating the first gimbal unit around the first axis The process of calculating the compensation speed value for the (S120), the process of correcting the compensation speed value according to the size of the intersection angle (S130), and using the corrected compensation speed value to rotate the second gimbal unit around the third axis It includes a process (S140) of controlling the driving.

이때, 짐벌장치는 도 1 내지 도 4와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 짐벌장치(1000)일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 다양한 이중짐벌 구조를 가지는 짐벌장치에 제어방법을 사용할 수 있다.In this case, the gimbal device may be the gimbal device 1000 according to an embodiment of the present invention having the structure shown in FIGS. 1 to 4 . However, the present invention is not limited thereto, and the control method may be used for gimbal devices having various double gimbal structures.

우선, 감지장비를 지지하는 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키고, 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동시킨다(S110). 제1 짐벌부(1100)를 구동시키기 위해, 제1 축 속도제어명령과 제2 축 속도제어명령을 입력받을 수 있다. 제1 축 속도제어명령과 제2 축 속도제어명령에는 속도값이 포함되고, 제1 축 속도제어명령과 제2 축 속도제어명령에 따라 제1 짐벌부(1100)를 제1 축과 제2 축을 중심으로 각각 회전시킬 수 있다.First, the first gimbal for supporting the sensing device is rotated about a first axis, and rotated about a second axis that intersects the first axis (S110). In order to drive the first gimbal unit 1100 , a first axis speed control command and a second axis speed control command may be input. The speed value is included in the first axis speed control command and the second axis speed control command, and the first gimbal unit 1100 is connected to the first axis and the second axis according to the first axis speed control command and the second axis speed control command. Each can be rotated around the center.

이때, 제1 짐벌부(1100)를 제1 축을 중심으로 회전시키면서, 제1 짐벌부(1100)의 구동속도를 측정할 수 있다. 따라서, 제1 축 속도제어명령과 제1 짐벌부(1100)의 제1 축을 중심으로 회전하는 구동속도 사이의 오차를 산출하면서, 오차가 0이 되도록 제1 짐벌부(1100)를 제1 축을 중심으로 구동시킬 수 있다.In this case, while rotating the first gimbal unit 1100 about the first axis, the driving speed of the first gimbal unit 1100 may be measured. Therefore, while calculating the error between the first axis speed control command and the driving speed rotating around the first axis of the first gimbal unit 1100, the first gimbal unit 1100 is set around the first axis so that the error becomes 0. can be driven by

또한, 제1 짐벌부(1100)를 제2 축을 중심으로 회전시키면서, 제1 짐벌부(1100)의 구동속도를 측정할 수 있다. 따라서, 제2 축 속도제어명령과 제1 짐벌부(1100)의 제2 축을 중심으로 회전하는 구동속도 사이의 오차를 산출하면서, 오차가 0이 되도록 제1 짐벌부(1100)를 제2 축을 중심으로 구동시킬 수 있다.Also, while rotating the first gimbal unit 1100 about the second axis, the driving speed of the first gimbal unit 1100 may be measured. Therefore, while calculating the error between the second axis speed control command and the driving speed rotating around the second axis of the first gimbal unit 1100, the first gimbal unit 1100 is set around the second axis so that the error becomes 0. can be driven by

한편, 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하기 전에, 제1 짐벌부(1100)가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 각도, 및 제2 짐벌부(1200)의 위치를 이용하여 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 짐벌부(1100)가 제2 회전 구동한 각도, 및 제2 짐벌부(1200)의 위치를 이용하여, 제2 짐벌부(1200)를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출할 수 있다. 즉, 제1 짐벌부(1100)가 구동한 위치와 제2 짐벌부(1200)의 위치의 오차를 산출하고, 산출된 오차를 감소시키도록 제2 짐벌부(1200)를 구동시킬 수 있는 명령속도 값을 산출할 수 있다.On the other hand, before controlling the driving to rotate the second gimbal unit 1200 about the third axis, the angle at which the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the second axis, and the second gimbal unit 1200 . A command speed value for rotating and driving the second gimbal unit 1200 about the third axis may be calculated using the position. For example, a command to rotate the second gimbal unit 1200 around a third axis by using the angle at which the first gimbal unit 1100 is second rotationally driven and the position of the second gimbal unit 1200 . The speed value can be calculated. That is, a command speed capable of calculating an error between a position driven by the first gimbal unit 1100 and a position of the second gimbal unit 1200 and driving the second gimbal unit 1200 to reduce the calculated error. value can be calculated.

이때, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도일 때 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과, 제2 짐벌부(1200)의 제3 축은 동일선 상에 배치되고, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도가 아니면 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과, 제2 짐벌부(1200)의 제3 축은 서로 교차하게 배치될 수 있다. 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하는 정도에 따라, 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과 제2 짐벌부(1200)의 제3 축 사이에 교차각도가 발생할 수 있다. 따라서, 교차각도를 고려하여 제2 짐벌부(1200)가 제1 짐벌부(1100)를 안정적으로 추종하도록, 명령속도 값을 교차각도의 크기에 따라 보정해줄 필요가 있다. 이에, 명령속도 값을 보정하기 위해 보상속도 값을 산출할 수 있다.At this time, when the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis is 0 degrees, the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 are arranged on the same line and , if the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis is not 0 degrees, the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 may be arranged to cross each other have. Depending on the degree to which the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the first axis, an angle of intersection may occur between the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 . have. Therefore, it is necessary to correct the command speed value according to the size of the crossing angle so that the second gimbal unit 1200 can stably follow the first gimbal unit 1100 in consideration of the crossing angle. Accordingly, a compensation speed value may be calculated to correct the command speed value.

그 다음, 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전하여 제1 짐벌부의 제2 축과, 제1 짐벌부에 장착되는 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도, 및 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출한다(S120). 즉, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전한 각도만큼 교차각도가 발생하기 때문에, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전한 각도를 교차각도로 사용할 수 있다. 또한, 상기의 수학식을 이용하여 보상속도 값을 산출할 수 있다. 그러나 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 90도에 가까워지는 경우, 제1 짐벌부(1100)의 제2 축과 제2 짐벌부(1200)의 제3 축 사이에 각도 차이가 증가하여, 제2 짐벌부(1200)가 제1 짐벌부(1100)을 추종하지 못하면서 구동이 불안정해질 수 있다. 따라서, 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 구동하도록 보상속도 값을 수정할 필요가 있다.Then, the first gimbal unit rotates about the first axis to generate an intersection angle between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit mounted on the first gimbal unit, and the intersection angle A compensation speed value for compensating for is calculated (S120). That is, since the cross angle is generated as much as the angle at which the first gimbal unit 1100 rotates about the first axis, the angle at which the first gimbal unit 1100 rotates about the first axis can be used as the cross angle. In addition, the compensation speed value can be calculated using the above equation. However, when the angle at which the first gimbal unit 1100 is positioned with respect to the first axis approaches 90 degrees, the angle between the second axis of the first gimbal unit 1100 and the third axis of the second gimbal unit 1200 . As the difference increases, the driving of the second gimbal unit 1200 may become unstable while the second gimbal unit 1200 cannot follow the first gimbal unit 1100 . Therefore, it is necessary to correct the compensation speed value to stably drive the second gimbal unit 1200 .

그 다음, 교차각도의 크기에 따라 보상속도 값을 수정한다(S130). 즉, 보상속도 값이 무한대에 수렴하지 않도록 보상속도 값의 최대 크기를 제한할 수 있다. 이에, 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하면, 보상속도 값을 설정값으로 수정할 수 있다.Then, the compensation speed value is corrected according to the size of the crossing angle (S130). That is, the maximum size of the compensation speed value may be limited so that the compensation speed value does not converge to infinity. Accordingly, when the compensation speed value exceeds the preset set value, the compensation speed value may be corrected to the set value.

이를 위해, 교차각도의 크기별로 보상속도 값을 산출하여, 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 변화를 나타내는 교차각도 함수를 생성할 수 있다. 이때, 교차각도 함수를 이용하여 그래프를 생성할 수도 있다.To this end, by calculating a compensation speed value for each size of the intersection angle, an intersection angle function representing a change in the compensation speed value according to the size of the intersection angle may be generated. In this case, a graph may be generated using the intersection angle function.

또한, 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 설정값으로 제한할 수 있다. 이때, 교차각도 함수를 이용한 그래프에서 최대값이 설정값을 넘지 않도록 할 수 있다. 설정값은 제2 짐벌부(1200)가 기계적으로 회전 구동한 범위에 맞추어 설정될 수 있다.In addition, the maximum size of the compensation speed value may be limited to the set value so that the compensation speed value does not exceed a preset set value in the intersection angle function. In this case, it is possible to prevent the maximum value from exceeding the set value in the graph using the intersection angle function. The setting value may be set according to a range in which the second gimbal unit 1200 is mechanically rotationally driven.

한편, 보상속도 값이 상기의 수학식에 의해 계산되기 때문에, 교차각도가 90도 미만이면 보상속도 값이 양수이고, 교차각도 값이 90도를 초과하면 보상속도 값이 음수로 계산된다. 이에, 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수일 수 있다. 즉, 교차각도 함수를 이용하여 생성한 그래프에 교차각도 값이 양수인 양수영역과, 교차각도 값이 음수인 음수영역이 형성될 수 있다. 교차각도 함수에서 보상속도 값이 양수와 음수를 모두 포함하는 경우, 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 설정값을 초과하지 않도록 제한할 수 있다.On the other hand, since the compensation speed value is calculated by the above equation, the compensation speed value is positive when the intersection angle is less than 90 degrees, and the compensation speed value is calculated as a negative number when the intersection angle value exceeds 90 degrees. Accordingly, in the intersection angle function, the compensation speed value may be positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, and the compensation speed value may be negative in the intersection angle range of more than 90 degrees and 180 degrees or less. That is, a positive region having a positive intersection angle value and a negative region having a negative intersection angle value may be formed in the graph generated using the intersection angle function. When the compensation speed value in the intersection angle function includes both positive and negative numbers, the absolute value of the compensation speed in the intersection angle function may be limited so as not to exceed the set value.

그 다음, 수정된 보상속도 값을 이용하여 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어한다(S140). 즉, 명령속도 값과 보상속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 명령속도 값과 보상속도 값을 서로 더하거나 뺄 수 있다. 이때, 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 보상속도 값의 최대 크기가 제한된 교차각도 함수에서 선택하여 명령속도 값과 연산할 수 있다. 따라서, 교차각도에 따라 보상속도 값이 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.Then, by using the corrected compensation speed value, the driving is controlled so that the second gimbal unit rotates about the third axis (S140). That is, the final speed value can be calculated by calculating the command speed value and the compensation speed value. For example, the command speed value and the compensation speed value can be added or subtracted from each other. In this case, the compensation speed value matching the calculated intersection angle may be selected from the intersection angle function in which the maximum size of the compensation speed value is limited and calculated with the command speed value. Accordingly, it is possible to prevent the compensation speed value from becoming too large according to the crossing angle.

또한, 최종속도 값으로 제2 짐벌부의 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 수 있다. 보상속도 값이 설정값으로 제한되었기 때문에, 보상속도 값이 최대가 되는 교차각도에서도 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 작동할 수 있다.In addition, the final speed value may be driven to rotate about the third axis of the second gimbal unit. Since the compensation speed value is limited to the set value, the second gimbal unit 1200 can stably operate even at an intersection angle at which the compensation speed value is maximum.

한편, 교차각도가 90도 미만이면 보상속도 값이 양수이고, 교차각도 값이 90도를 초과하면 보상속도 값이 음수이기 때문에, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하면서 교차각도가 90도 내외에서 변하는 경우, 제2 짐벌부(1200)를 회전 구동시키는 정도가 급변할 수 있다. 즉, 교차각도가 90도 이전에는 보상속도 값이 +설정값이고, 90도를 넘어가면 -설정값이기 때문에, 보상설정 값의 변화 폭이 켜져 제2 짐벌부(1200)의 구동이 불안정해질 수 있다. 따라서, 최대값이 제한된 교차각도 함수에서 보상속도 값들을 추가적으로 수정할 수 있다.On the other hand, if the intersection angle is less than 90 degrees, the compensation speed value is positive, and if the intersection angle value exceeds 90 degrees, the compensation speed value is negative. When the angle is changed within 90 degrees, the degree of rotational driving of the second gimbal unit 1200 may change rapidly. That is, since the compensation speed value is a + set value before the crossing angle is 90 degrees, and is a - set value when it exceeds 90 degrees, the range of change in the compensation set value is turned on, so that the driving of the second gimbal unit 1200 may become unstable. have. Therefore, it is possible to additionally modify the compensation speed values in the intersection angle function with a limited maximum value.

이를 위해, 절대값이 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환할 수 있다. 즉, 최대값이 제한된 교차각도 함수를 이용하여 생성한 그래프에서 절대값이 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값을 연결하도록 보상속도 값들을 설정할 수 있다. 따라서, 교차각도가 90도일 때 보상각도 값이 0이 될 수 있고, 90도 내외에서의 보상속도 값 차이를 감소시킬 수 있다.To this end, between the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and the compensation angle value when the intersection angle is the largest among the negative compensation speed values whose absolute value is the set value. can be converted into a linear function form that is inversely proportional to the compensation speed values of . That is, the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value in the graph generated using the intersection angle function with the maximum value limited, and the compensation speed of the negative number whose absolute value is the set value. Compensation speed values can be set to connect the compensation angle value when the intersection angle is the largest among the values. Therefore, when the intersection angle is 90 degrees, the compensation angle value may be 0, and the difference in compensation speed values within 90 degrees can be reduced.

이때, 보상속도 값들을 추가적으로 수정하는 경우, 명령속도 값과 보상속도 값을 연산하는 과정은, 추가적으로 수정된 교차각도 함수를 이용하여 선택된 보상속도 값과 명령속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출할 수 있다. 따라서, 제1 짐벌부(1100)가 제1 축을 중심으로 회전 구동하면서 교차각도가 90도 내외에서 변하는 경우에, 제2 짐벌부(1200)를 구동시키는 최종속도 값의 변화량이 크기 않기 때문에, 제2 짐벌부(1200)가 안정적으로 구동할 수 있다.At this time, when the compensation speed values are additionally modified, the process of calculating the command speed value and the compensation speed value is to calculate the final speed value by calculating the selected compensation speed value and the command speed value using the additionally modified intersection angle function. can Therefore, when the first gimbal unit 1100 is rotationally driven about the first axis and the cross angle changes within 90 degrees, the change amount of the final speed value for driving the second gimbal unit 1200 is not large, 2 The gimbal unit 1200 can be stably driven.

이처럼 짐벌장치(1000)가 다양한 각도에서 안정적으로 작동할 수 있다. 이에, 짐벌장치(1000)의 구동 가능한 각도가 제한되지 않기 때문에, 짐벌장치(1000)에 지지되는 감지방지(50)의 시선이 향할 수 있는 영역을 증가시킬 수 있다. 따라서, 감지방지(50)를 효율적으로 운용할 수 있다.As such, the gimbal device 1000 may be stably operated at various angles. Accordingly, since the drivable angle of the gimbal device 1000 is not limited, the area to which the gaze of the anti-sensing device 50 supported by the gimbal device 1000 can be directed can be increased. Accordingly, the detection prevention 50 can be efficiently operated.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 실시 예들 간에 다양한 조합도 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As such, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention, and various combinations between the embodiments are possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims to be described below as well as the claims and equivalents.

50: 감지장비 1000: 짐벌장치
1100: 제1 짐벌부 1200: 제2 짐벌부
1300: 제어부 1310: 제1 제어기
1320: 제2 제어기 1330: 제3 제어기
1400: 제한부 1410: 연산기
1420: 최대값 제한기 1430: 변환기
50: detection device 1000: gimbal device
1100: first gimbal unit 1200: second gimbal unit
1300: control unit 1310: first controller
1320: second controller 1330: third controller
1400: limiter 1410: operator
1420: Maximum Limiter 1430: Transducer

Claims (13)

감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치로서,
상기 감지장비를 지지하며, 제1 축 및 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제1 짐벌부;
상기 제1 짐벌부에 장착되고, 제3 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제2 짐벌부;
상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전 구동하여 상기 제1 짐벌부의 제2 축과 상기 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도와, 상기 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하고, 산출된 보상속도 값을 이용하여 상기 제2 짐벌부의 회전 구동을 제어하기 위한 제어부; 및
상기 교차각도의 크기에 따라 상기 제어부에서 산출되는 보상속도 값을 수정하기 위한 수정부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 이동시키기 위한 제1 축 속도제어명령과, 제2 축을 중심으로 회전 이동시키기 위한 제2 축 속도제어명령을 입력받고,
상기 제어부는,
상기 제1 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 상기 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제1 제어기,
상기 제2 축 속도제어명령에 포함된 속도값으로 상기 제1 짐벌부를 제2 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제2 제어기, 및
상기 제1 짐벌부가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 결과로 인해 상기 제1 짐벌부가 제3 축을 기준으로 회전한 정도에 따라, 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시키기 위한 제3 제어기를 포함하고,
상기 제3 제어기는,
상기 제1 짐벌부가 제2 회전 구동한 각도, 및 상기 제2 짐벌부의 위치를 이용하여 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출하기 위한 제1 산출기,
상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전 구동한 각도를 이용하여 상기 교차각도, 및 상기 보상속도 값을 산출하고, 상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출하기 위한 제2 산출기, 및
상기 최종속도 값으로 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하는 정도를 제어하는 속도제어기를 포함하는 짐벌장치.
As a gimbal device for changing the gaze toward the sensing device,
a first gimbal unit supporting the sensing device and capable of rotationally driving a first axis and a second axis intersecting the first axis;
a second gimbal unit mounted on the first gimbal unit and rotatable about a third axis;
The first gimbal unit is rotationally driven about the first axis to generate an intersection angle between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit, and a compensation speed for compensating for the intersection angle. a control unit for calculating a value and controlling rotational driving of the second gimbal unit using the calculated compensation speed value; and
a correction unit for correcting the compensation speed value calculated by the control unit according to the size of the crossing angle;
The control unit receives a first axis speed control command for rotationally moving the first gimbal unit around a first axis, and a second axis speed control command for rotationally moving the first axis around a second axis,
The control unit is
a first controller for rotationally driving the first gimbal unit around a first axis with a speed value included in the first axis speed control command;
a second controller for rotationally driving the first gimbal unit around a second axis with the speed value included in the second axis speed control command; and
According to the degree of rotation of the first gimbal unit with respect to the third axis due to the result of the first gimbal unit rotationally driving the second axis, the second gimbal unit for rotationally driving the second gimbal unit about the third axis. 3 comprising a controller;
The third controller is
a first calculator for calculating a command speed value for rotating the second gimbal unit around a third axis using the angle at which the first gimbal unit is driven for a second rotation and the position of the second gimbal unit;
Calculate the intersection angle and the compensation speed value using the angle driven by the first gimbal unit rotationally about the first axis, and calculate the command speed value and the compensation speed value to calculate the final speed value a second calculator, and
and a speed controller for controlling the degree of rotation of the second gimbal unit around a third axis based on the final speed value.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 수정부는, 상기 보상속도 값이 무한대에 수렴하지 않도록 상기 제2 산출기에서 산출되는 보상속도 값의 최대 크기를 제한하는 짐벌장치.
The method according to claim 1,
The correction unit limits the maximum size of the compensation speed value calculated by the second calculator so that the compensation speed value does not converge to infinity.
청구항 3에 있어서,
상기 수정부는,
상기 제2 산출기에서 상기 교차각도의 크기별로 산출되는 보상속도 값을 전달받아, 상기 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 크기를 나타내는 교차각도 함수를 생성하기 위한 연산기; 및
상기 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하기 위한 최대값 제한기;를 포함하고,
상기 제2 산출기는, 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 보상속도 값의 최대 크기가 제한된 교차각도 함수에서 선택하여 상기 명령속도 값과 연산하는 짐벌장치.
4. The method of claim 3,
The correction unit,
an operator for receiving the compensation speed value calculated for each magnitude of the intersection angle from the second calculator and generating an intersection angle function representing the magnitude of the compensation speed value according to the magnitude of the intersection angle; and
a maximum value limiter for limiting the maximum magnitude of the compensation speed value to the set value so that the compensation speed value does not exceed a preset set value in the intersection angle function;
The second calculator selects a compensation speed value matching the calculated intersection angle from an intersection angle function in which the maximum size of the compensation speed value is limited, and calculates the compensation speed value and the command speed value.
청구항 4에 있어서,
상기 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수이고,
상기 최대값 제한기는, 상기 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 상기 설정값을 초과하지 않도록 제한하는 짐벌장치.
5. The method according to claim 4,
In the intersection angle function, the compensation speed value is positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, and the compensation speed value is negative in the intersection angle range of more than 90 degrees and 180 degrees or less,
The maximum value limiter is a gimbal device for limiting the absolute value of the compensation speed in the intersection angle function not to exceed the set value.
청구항 5에 있어서,
상기 수정부는, 절대값이 상기 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 상기 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환하기 위한 변환기를 더 포함하는 짐벌장치.
6. The method of claim 5,
The correction unit includes a compensation angle value when an intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value, and a compensation when the intersection angle is the largest among the negative compensation speed values whose absolute value is the set value. The gimbal device further comprising a converter for converting the compensation speed values between the angle values into a linear function form that is inversely proportional.
감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치로서,
상기 감지장비를 지지하며, 제1 축 및 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제1 짐벌부;
상기 제1 짐벌부에 장착되고, 제3 축을 중심으로 회전 구동이 가능한 제2 짐벌부;
상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전 구동하여 상기 제1 짐벌부의 제2 축과 상기 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도와, 상기 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하고, 산출된 보상속도 값을 이용하여 상기 제2 짐벌부의 회전 구동을 제어하기 위한 제어부; 및
상기 교차각도의 크기에 따라 상기 제어부에서 산출되는 보상속도 값을 수정하기 위한 수정부;를 포함하고,
상기 제1 짐벌부가 상기 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도일 때 상기 제2 축과 상기 제3 축은 동일선 상에 배치되고, 상기 제1 짐벌부가 상기 제1 축을 중심으로 위치한 각도가 0도가 아니면 상기 제2 축과 상기 제3 축은 서로 교차하게 배치되는 짐벌장치.
As a gimbal device for changing the gaze toward the sensing device,
a first gimbal unit supporting the sensing device and capable of rotationally driving a first axis and a second axis intersecting the first axis;
a second gimbal unit mounted on the first gimbal unit and rotatable about a third axis;
The first gimbal unit is rotationally driven about the first axis to generate an intersection angle between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit, and a compensation speed for compensating for the intersection angle. a control unit for calculating a value and controlling rotational driving of the second gimbal unit using the calculated compensation speed value; and
a correction unit for correcting the compensation speed value calculated by the control unit according to the size of the crossing angle;
When the angle at which the first gimbal part is positioned about the first axis is 0 degrees, the second axis and the third axis are disposed on the same line, and the angle at which the first gimbal part is positioned about the first axis is 0 degrees Otherwise, the second axis and the third axis are disposed to cross each other.
청구항 7에 있어서,
상기 감지장비는 카메라 또는 레이다를 포함하는 짐벌장치.
8. The method of claim 7,
The sensing device is a gimbal device including a camera or radar.
감지장비가 향하는 시선을 변경하기 위한 짐벌장치를 제어하기 위한 제어방법으로서,
상기 감지장비를 지지하는 제1 짐벌부를 제1 축을 중심으로 회전 구동시키고, 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 중심으로 회전 구동시키는 과정;
상기 제1 짐벌부가 제1 축을 중심으로 회전하여 상기 제1 짐벌부의 제2 축과, 상기 제1 짐벌부에 장착되는 제2 짐벌부의 제3 축 사이에 발생하는 교차각도, 및 상기 교차각도를 보상하기 위한 보상속도 값을 산출하는 과정;
상기 교차각도의 크기에 따라 상기 보상속도 값을 수정하는 과정; 및
수정된 보상속도 값을 이용하여 상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하는 과정;을 포함하고,
상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하기 전에,
상기 제1 짐벌부가 제2 축을 중심으로 회전 구동한 각도, 및 상기 제2 짐벌부의 위치를 이용하여 상기 제2 짐벌부를 제3 축을 중심으로 회전 구동시킬 명령속도 값을 산출하는 과정을 더 포함하고,
상기 제2 짐벌부가 제3 축을 중심으로 회전하도록 구동을 제어하는 과정은,
상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하여 최종속도 값을 산출하는 과정, 및
상기 최종속도 값으로 제2 짐벌부의 제3 축을 중심으로 회전 구동시키는 과정을 포함하는 짐벌장치의 제어방법.
A control method for controlling a gimbal device for changing a gaze directed by a sensing device, comprising:
rotating the first gimbal for supporting the sensing device about a first axis and rotatingly driving a second axis intersecting the first axis;
an angle of intersection generated between the second axis of the first gimbal unit and the third axis of the second gimbal unit mounted on the first gimbal unit by rotating the first gimbal unit around a first axis, and the intersection calculating a compensation speed value for compensating for an angle;
modifying the compensation speed value according to the size of the crossing angle; and
The process of controlling the driving so that the second gimbal unit rotates about a third axis using the corrected compensation speed value;
Before controlling the driving so that the second gimbal unit rotates about the third axis,
The process of calculating a command speed value for rotationally driving the second gimbal unit around a third axis using the angle at which the first gimbal unit is rotationally driven about the second axis and the position of the second gimbal unit is further performed. including,
The process of controlling the driving so that the second gimbal part rotates about a third axis,
calculating a final speed value by calculating the command speed value and the compensation speed value; and
and driving the second gimbal unit to rotate about a third axis based on the final speed value.
삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 교차각도의 크기에 따라 상기 보상속도 값을 수정하는 과정은,
상기 교차각도의 크기별로 보상속도 값을 산출하여, 상기 교차각도의 크기에 따른 보상속도 값의 변화를 나타내는 교차각도 함수를 생성하는 과정; 및
상기 교차각도 함수에서 보상속도 값이 미리 설정된 설정값을 초과하지 않도록, 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하는 과정;을 포함하고,
상기 명령속도 값과 상기 보상속도 값을 연산하는 과정은, 산출된 교차각도와 매칭되는 보상속도 값을, 보상속도 값의 최대 크기가 제한된 교차각도 함수에서 선택하여 상기 명령속도 값과 연산하는 과정을 포함하는 짐벌장치의 제어방법.
10. The method of claim 9,
The process of correcting the compensation speed value according to the size of the crossing angle is,
calculating a compensation speed value for each size of the intersection angle and generating an intersection angle function representing a change in the compensation speed value according to the size of the intersection angle; and
The process of limiting the maximum size of the compensation speed value to the set value so that the compensation speed value does not exceed a preset set value in the intersection angle function;
The process of calculating the command speed value and the compensation speed value includes the process of selecting a compensation speed value matching the calculated intersection angle from an intersection angle function in which the maximum size of the compensation speed value is limited and calculating the command speed value. Control method of the gimbal device including.
청구항 11에 있어서,
상기 교차각도 함수는, 0도 이상 내지 90도 미만의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 양수이고, 90도 초과 내지 180도 이하의 교차각도 범위에서 보상속도 값이 음수이고,
상기 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하는 과정은,
상기 교차각도 함수에서 보상속도의 절대값이 상기 설정값을 초과하지 않도록 제한하는 과정을 포함하는 짐벌장치의 제어방법.
12. The method of claim 11,
In the intersection angle function, the compensation speed value is positive in the intersection angle range of 0 degrees or more to less than 90 degrees, and the compensation speed value is negative in the intersection angle range of more than 90 degrees and 180 degrees or less,
The process of limiting the maximum size of the compensation speed value to the set value is,
and limiting the absolute value of the compensation speed in the intersection angle function not to exceed the set value.
청구항 12에 있어서,
상기 보상속도 값의 최대 크기를 상기 설정값으로 제한하는 과정은,
절대값이 상기 설정값인 양수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 작을 때의 보상각도 값과, 절대값이 상기 설정값인 음수의 보상속도 값들 중 교차각도가 가장 클 때의 보상각도 값 사이의 보상속도 값들을 반비례하는 1차 함수 형태로 변환하는 과정을 더 포함하는 짐벌장치의 제어방법.
13. The method of claim 12,
The process of limiting the maximum size of the compensation speed value to the set value is,
Between the compensation angle value when the intersection angle is the smallest among the positive compensation speed values whose absolute value is the set value and the compensation angle value when the intersection angle is the largest among the negative compensation speed values whose absolute value is the set value The control method of the gimbal device further comprising the step of converting the compensation speed values into a linear function form that is inversely proportional.
KR1020210188281A 2021-12-27 2021-12-27 Gimbal apparatus and control method thereof KR102420976B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210188281A KR102420976B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Gimbal apparatus and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210188281A KR102420976B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Gimbal apparatus and control method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102420976B1 true KR102420976B1 (en) 2022-07-15

Family

ID=82401022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210188281A KR102420976B1 (en) 2021-12-27 2021-12-27 Gimbal apparatus and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102420976B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102544347B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and tracking method using the same
KR102544345B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and method using the same
KR102544346B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Method for correcting line-of-sight, method and apparatus for tracking target
KR102667102B1 (en) 2023-08-02 2024-05-20 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and tracking method using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244893A (en) 2007-03-27 2008-10-09 Nec Corp Imaging space stabilizing device and object tracking device
JP2010039351A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Tamagawa Seiki Co Ltd Structure for adjusting operation balance of gimbal of space stabilizing device
JP2016099856A (en) * 2014-11-25 2016-05-30 株式会社Jvcケンウッド Gimbal device and gimbal device control method
KR101932930B1 (en) * 2018-04-18 2018-12-27 (주)더모스트 Air craft gimbal
KR20190069801A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 엘지이노텍 주식회사 Device of driving camera, driving method thereof and jimbal apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244893A (en) 2007-03-27 2008-10-09 Nec Corp Imaging space stabilizing device and object tracking device
JP2010039351A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Tamagawa Seiki Co Ltd Structure for adjusting operation balance of gimbal of space stabilizing device
JP2016099856A (en) * 2014-11-25 2016-05-30 株式会社Jvcケンウッド Gimbal device and gimbal device control method
KR20190069801A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 엘지이노텍 주식회사 Device of driving camera, driving method thereof and jimbal apparatus
KR101932930B1 (en) * 2018-04-18 2018-12-27 (주)더모스트 Air craft gimbal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102544347B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and tracking method using the same
KR102544345B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and method using the same
KR102544346B1 (en) 2022-12-23 2023-06-16 한화시스템 주식회사 Method for correcting line-of-sight, method and apparatus for tracking target
KR102667102B1 (en) 2023-08-02 2024-05-20 한화시스템 주식회사 Tracking apparatus and tracking method using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102420976B1 (en) Gimbal apparatus and control method thereof
US5984240A (en) Flight control system for airplane
JP3166703B2 (en) Gyro device for remote control helicopter
US7437237B2 (en) Positioning control apparatus and the method
JP2006329736A (en) Radar device for ship
KR101564298B1 (en) Device and Method for improving maneuverability of Lineofsight stabilizer having Dual Gimbal Structure
JP2014133600A (en) Hoisted load attitude control apparatus
EP0441651B1 (en) Autopilot system
US20120298791A1 (en) Driving controller of remote control equipment
JP3206473B2 (en) High stability attitude control system for satellite
JP5293118B2 (en) Control device
JPH10253349A (en) Visual axis-directing apparatus
CN107810380B (en) The sighting device and method of motor driving
JP6065970B2 (en) Space stabilization apparatus and space stabilization method
JP6105357B2 (en) Loading device and control method thereof
JPH10218085A (en) Automatic maneuvering method of yacht and device thereof
US11592840B2 (en) Driving control device for remote controlled helicopter
JP4265797B2 (en) Zoom control system
JPH0518637Y2 (en)
KR101036559B1 (en) Apparatus for controlling parametric roll of ship
JP2016024342A (en) Photographing system and three-dimensional (3d) photographing system
JP2022072007A (en) Optical device
JPH07235823A (en) Space stabilizing controller
JPH0663247B2 (en) Control device for work equipment in power shovel
CN115877872A (en) Antenna holder comprehensive control method and system based on unmanned aerial vehicle carrier

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant