KR102420976B1 - Gimbal apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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: 변환기50: 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)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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