WO2018191971A1 - 一种云台的控制方法以及云台 - Google Patents

一种云台的控制方法以及云台 Download PDF

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WO2018191971A1
WO2018191971A1 PCT/CN2017/081491 CN2017081491W WO2018191971A1 WO 2018191971 A1 WO2018191971 A1 WO 2018191971A1 CN 2017081491 W CN2017081491 W CN 2017081491W WO 2018191971 A1 WO2018191971 A1 WO 2018191971A1
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pan
tilt
posture
following speed
pedestal
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PCT/CN2017/081491
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French (fr)
Inventor
苏铁
王岩
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深圳市大疆灵眸科技有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
    • F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
    • F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS 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
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56—Accessories
    • G03B17/561—Support related camera accessories
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to the field of control, and in particular, to a method for controlling a PTZ and a PTZ.
  • a gimbal is a system that stabilizes a payload.
  • the user can use the PTZ fixed shooting device to stabilize the shooting device and take pictures of a stable process even under sports conditions.
  • the follow-up of the gimbal is not intelligent.
  • the gimbal follows the follow-up speed set by the user in advance.
  • the following speed of the pan/tilt is relatively fast, resulting in the shooting device.
  • the picture taken is not smooth enough. It can be seen that in the prior art, the following speed of the pan/tilt cannot be adapted to the user's operation requirements, and cannot be matched with the user's operation speed, and the phenomenon of "not following the hand" is exhibited.
  • the lack of a method to adjust the follow-up speed of the gimbal may reduce the usefulness of the gimbal in certain areas.
  • Embodiments of the present invention provide a method for controlling a pan/tilt and a pan/tilt, so that the following speed of the pan/tilt can match the operational requirements of the user.
  • An aspect of the embodiments of the present invention provides a method for controlling a pan/tilt, which is used to adjust a following speed of a gimbal, and includes:
  • cloud platform including:
  • a first motion sensor configured to acquire motion information of a base of the pan/tilt
  • processors operating separately or in cooperation, the processor configured to determine a following speed of the pan/tilt based on motion information of the pedestal acquired by the first motion sensor.
  • the control method of the pan/tilt and the pan/tilt in the embodiment of the present invention adjust the motion information of the gimbal base and adjust the following speed of the gimbal according to the motion information of the gimbal base.
  • the following speed of the gimbal can be adjusted according to the movement of the pedestal, so that the following speed of the gimbal matches the movement of the pedestal, so that the gimbal can closely follow the user's operation, effectively avoiding the gimbal following.
  • the problem of "not following the hand" has made the follow-up of the gimbal more intelligent and better adapted to the user's shooting needs.
  • FIG. 1 is a schematic overall structural diagram of a cloud platform according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a PTZ control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of a PTZ control method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a structural diagram of a cloud platform according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a structural diagram of a cloud platform according to another embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention is described by taking a three-axis handheld pan/tilt as an example, and in order to facilitate understanding of the control method, the control will be first performed.
  • the gimbal structure involved in the method is described.
  • the pan/tilt in the embodiment of the present invention may also be other types of pan/tilt heads other than the three-axis pan/tilt head.
  • the pan/tilt head may be a two-axis pan/tilt head or a multi-axis pan/tilt head.
  • pan/tilt is not limited to the handheld pan/tilt, but may also be in a cantilever pan/tilt, or may be incorporated in the movable platform.
  • the movable platform may include an unmanned aerial vehicle, a remote control vehicle, a remote controller, an unmanned vehicle, and the like.
  • the three rotating shaft mechanisms include a driving motor 1 for controlling a pitching motion, a shaft arm 7 of a pitch shaft, a driving arm 2 for controlling a roll axis, and a shaft arm 8 for a roll axis, and a control bias
  • the motor of the yaw axis of the motor is driven by the motor 3 and the shaft arm 5 of the yaw shaft.
  • the motor 1, the motor 2, and the motor 3 can all be brushless motors.
  • the pan/tilt may further include a fixing mechanism for fixing the payload, wherein the payload may be the photographing device 9, the fixing mechanism may be the fixing mechanism 6 of the photographing device 9, and the fixing mechanism 6 may be coupled to the shaft arm of the pitch shaft. Fixed connection.
  • the drive motor 3 of the yaw shaft is mounted on the base 4 and drives the yaw shaft arm 5 to rotate about the yaw axis of the pan/tilt head to adjust the shooting angle of the photographing device 9 in the yaw direction.
  • the roll shaft motor 2 is mounted on the yaw shaft and drives the roll shaft arm 8 to rotate about the roll axis of the pan/tilt head to adjust the shooting angle of the photographing device 9 in the roll direction.
  • the pitch shaft motor 1 is mounted on the roll shaft arm 8 and drives the pitch shaft arm 7 to rotate about the pit ch axis of the pan head to adjust the shooting angle movement of the photographing device 9 in the pitch direction.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for controlling a pan/tilt according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the method in the embodiment of the present invention may include:
  • Step S201 acquiring motion information of the base of the pan/tilt
  • a hand-held stick for the user to hold can be installed on the base of the pan/tilt.
  • the user uses the pan-tilt to set up the photographing device to photograph the moving target object
  • the user rotates the hand-held stick of the pan-tilt to change the photographing device.
  • the shooting direction is to track the target object. Since the base of the pan/tilt is fixedly connected with the hand stick of the pan/tilt, the rotation of the hand stick will drive the base to rotate.
  • the motion information of the pedestal can be acquired by the first sensor.
  • the first sensor can be mounted on the base or mounted on other components that are fixedly coupled to the base, such as on a hand-held stick.
  • the first sensor is any sensor that can measure motion information, such as an inertial measurement unit or a gyroscope.
  • the motion information may include at least one of angular velocity information and angular acceleration information
  • the motion information of the pedestal may be motion in one or more directions of the yaw and rolK pitch of the pedestal. ⁇ interest.
  • Step S202 Determine a following speed of the pan/tilt according to motion information of the pedestal.
  • the following speed in this embodiment is a hand-held stick that is connected to the base or fixedly connected to the base. Dynamic angular velocity.
  • the motion information of the pedestal can reflect the motion state of the pedestal. After the motion information of the pedestal is acquired, the following speed of the gyroscopic platform is determined according to the motion information of the pedestal, wherein the base can be in the yaw direction and the pitch direction according to the pedestal.
  • the motion information of one or more of the roll directions determines the following speed of the pan/tilt in one or more of the yaw axis direction, the pitch direction, and the roll direction.
  • the movement of the pylon in the yaw direction can be determined according to the motion information of the pedestal in the yaw direction.
  • the control method of the pan/tilt and the pan/tilt in the embodiment of the present invention adjust the motion information of the gimbal base and adjust the following speed of the gimbal according to the motion information of the gimbal base.
  • the following speed of the gimbal can be adjusted according to the movement of the pedestal, so that the following speed of the gimbal matches the movement of the pedestal, so that the gimbal can follow the operation of the user closely, effectively avoiding the occurrence of the gimbal following
  • the problem of "not following the hand" makes the follow-up of the gimbal more intelligent and better adapts to the user's shooting needs.
  • the attitude of the pan/tilt is determined by the second sensor, the attitude of the base of the pan/tilt is determined, and the following speed is determined according to the motion information of the base, the attitude of the pan/tilt, and the attitude of the base.
  • the second sensor may be disposed on a fixing mechanism of the photographing device of the pan/tilt head, or on a component fixedly connected to the fixing mechanism, such as a pitch shaft arm of the pan/tilt head, and the second sensor is used for measuring shooting.
  • the current engraved posture of the equipment that is, the posture of the gimbal.
  • the following speed of the gimbal may be determined according to the following feasible manners:
  • One possible way is: determining an error posture between the attitude of the gimbal and the attitude of the pedestal, and determining the following motion of the gimbal according to the error posture and the motion information.
  • the motion information in one or more directions in the rol 1 direction determines the following speed of the pan/tilt in one or more of the yaw direction, the pitch direction, and the roll direction.
  • a description will be made herein to determine the following speed in the yaw direction of the gimbal.
  • the cloud platform will follow the pedestal of the gimbal in the yaw direction, turn During the movement, the attitude of the gimbal in the yaw direction att_l oa d can be obtained by the second sensor, and the attitude att_base of the pedestal in the yaw direction is obtained according to the posture of the pedestal, so that the pan and the base can be determined according to att_load and att_base.
  • a tt_err error pose In determining the error posture a tt_err of the pan and the pedestal in the yaw direction, the following speed of the pan/tilt can be determined according to the motion information of the pedestal in the yaw direction and the error attitude att_err obtained from the first sensor.
  • the base motion information to the base angular velocity in the yaw direction V el 0 _ang be schematically described, followed head speed in the yaw direction may be determined as att_err * (velo_ang + con ) , where con is the default constant.
  • att_err * velo_ang + con
  • Another feasible manner is: determining a target posture of the pan/tilt according to the posture of the pedestal and the posture of the gimbal, and determining an error posture between the target posture of the gimbal and the posture of the gimbal, according to the error posture
  • the motion information of the pedestal determines the following speed of the gimbal.
  • the target posture of the gimbal can be determined according to the posture of the pedestal and the posture of the gimbal. After acquiring the target posture of the gimbal, the target attitude att_targ of the gimbal in the yaw direction can be known.
  • the pan gesture on the target attitude att_targ direction and in the yaw direction atLload ya w may be determined head pose a tt_err_l error between the target posture and the posture in the yaw direction, the error in determining a tt_err_l posture, i.e., The following speed of the pan/tilt head may be determined based on the motion information of the pedestal acquired from the first sensor in the yaw direction and the error pose a tt_err_l.
  • the base motion information to the base angular velocity in the yaw direction V el 0 _ang be described, following the head speed in the yaw direction may be determined as att_err_l * (velo_ang + con), Where con is the preset constant.
  • Another feasible way is: acquiring the following speed adjustment coefficient, and determining the following motion according to the following speed adjustment coefficient, motion information, attitude of the pan-tilt, and attitude of the pedestal.
  • the following speed adjustment coefficient can be obtained by a control terminal connected to the pan/tilt, an interaction device configured on the pan/tilt, and reading a memory stored in the pan/tilt.
  • the error posture a tt_err of the gimbal and the pedestal in the yaw direction can be determined according to the attitude of the gimbal and the posture of the pedestal, that is, the movement of the pedestal in the yaw direction according to the susceptor obtained from the first sensor
  • the information and error pose att_err is used to determine the following speed of the gimbal.
  • the following speed of the gimbal in the ya w direction can be determined as coef*att_err* (velo_ang+con), where coef is the following speed adjustment coefficient and con is a preset constant.
  • coef is the following speed adjustment coefficient
  • con is a preset constant.
  • the error posture a tt_err_l between the target posture and the posture of the pan-tilt in the yaw direction may be determined according to the posture of the pan-tilt and the posture of the pedestal, that is, may be acquired from the first sensor.
  • the pedestal's motion information in the yaw direction and the error pose a tt_err determine the current gimbal following speed.
  • the following speed of the gimbal in the yaw direction may be determined as coef* att_err_l* (velo_ang+con), where coef is a following speed adjustment coefficient and con is a preset constant.
  • the attitude of the base of the pan-tilt changes, and the pan-tilt follows the movement of the base.
  • the posture of the pedestal can be determined in several ways as follows:
  • the attitude of the base is determined according to the first sensor.
  • the first motion sensor The sensor may be a sensor capable of measuring a posture, such as an inertial measurement unit or a gyroscope.
  • the first motion sensor is fixedly coupled to the base. When the posture of the base changes, the first motion sensor can measure the posture of the base.
  • an angle sensor may be installed in the driving motor of each axis of the pan-tilt, wherein a circuit board is disposed in the driving motor, and the angle sensor may be electrically connected to the circuit board, and the driving motor of the pan/tilt is rotated, and the angle sensor is The angle at which the drive motor rotates can be measured, wherein the angle sensor can be one or more of a potentiometer, a Hall sensor, and an encoder.
  • the attitude of the gimbal can be determined based on the second motion sensor. After obtaining the rotation angle of the drive motor of each axis of the pan/tilt and the attitude of the gimbal, the attitude of the base can be determined according to the corresponding attitude calculation method.
  • each of the rotation angles is converted into a quaternion, and the converted quaternion is multiplied by the quaternion of the posture of the gimbal, and determined according to the quaternion obtained by multiplication.
  • the pose has multiple representations, such as quaternions, Euler angles, matrices, and the like.
  • the rotation angles of the driving motors of the yaw, pitch and roll axes of the gimbal are respectively converted into quaternions, and the posture of the gimbal is represented by a quaternion, and the quaternion of the gimbal and each of the rotation angles are respectively
  • the quaternion converted from the angle is multiplied, and the quaternion obtained by multiplying is the quaternion of the pedestal posture.
  • the posture of the pedestal represented by the quaternion can be converted into the posture of the pedestal indicated by the Euler angle.
  • the quaternion is a mathematical representation of the gesture.
  • the Euler angle is another representation of the attitude, in which the quaternion and the Euler angle can be converted to each other by the corresponding formula.
  • the specific formula for converting from Euler angle to quatern can be converted to each other by
  • FIG. 3 is a flowchart of a PTZ control method according to another embodiment of the present invention.
  • the method in this embodiment may include:
  • Step S301 Acquire motion information of the base of the pan/tilt
  • step S301 and step S201 are the same, and details are not described herein again.
  • Step S302 determining a basic following speed of the pan/tilt
  • the basic following speed of the pan/tilt includes the following speed of the pan/tilt before using the technical solution of the embodiment of the present invention.
  • the user holds the pan/tilt speed of the pan/tilt to rotate the gimbal, if The gimbal follows the basic following speed.
  • the pan/tilt cannot respond quickly to the user's operation, and cannot capture the fast moving target object.
  • the user holds the gimbal's hand-held stick and slowly rotates the gimbal, if the gimbal comes at a basic following speed. Following the follow-up, the gimbal will follow too fast, causing the picture taken by the shooting device to be unsmooth.
  • the basic following speed of the gimbal can be determined by the following feasible ways:
  • a feasible way determining the attitude of the pedestal, determining the attitude of the gyro through the second sensor of the gyro, determining the basic following speed of the pylon according to the posture of the pedestal and the attitude of the gyro.
  • an error posture between the attitude of the pan-tilt and the posture of the pedestal is determined, and a basic following speed of the pan-tilt is determined according to the error posture.
  • an error posture in one or more directions in the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction between the posture of the gimbal and the posture of the pedestal may be determined, according to the yaw axis direction, the pitch axis direction, the roll axis
  • the error pose in one or more directions in the direction determines a basic following speed of the pan/tilt in one or more of the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction.
  • attitude of the gimbal in the yaw direction att_l oa d can be obtained by the second sensor, and the attitude att_base of the pedestal in the yaw direction is obtained according to the posture of the pedestal, so that the pan/tilt and the pedestal can be determined in the yaw direction according to att_load and att_base.
  • the error attitude a tt_err that is, the basic following speed basi C _ ve lo of the gimbal in the yaw direction can be determined according to the error attitude att_err of the gimbal and the pedestal in the yaw direction.
  • determining a posture of the base determining a posture of the pan/tilt by the second sensor of the pan/tilt, determining a target posture of the pan/tilt according to the posture of the base and the posture of the pan/tilt, according to the The target pose determines the basic following speed.
  • an error posture between the attitude of the pan-tilt and the target posture of the pan-tilt is determined, and a basic following speed of the pan-tilt is determined according to the error posture.
  • an error posture in one or more directions in the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction between the attitude of the gimbal and the target posture of the gimbal may be determined, according to the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll
  • the error pose in one or more of the axial directions determines a basic following speed of the pan/tilt in one or more of the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction.
  • the target attitude att_tmg of the gimbal in the yaw direction determines the error attitude att_err_1 of the gimbal in the yaw direction, that is, the gimbal in the yaw direction can be determined according to the error posture a tt_err_l of the gimbal and the pedestal in the yaw direction. Basically follow the speed basic_velo.
  • obtaining the following speed multiplier in accordance with the following speed multiplier and said attitude error (e.g., head posture and the posture of the base in the yaw attitude error direction or cloud a tt_err
  • the error posture between the target posture of the stage in the yaw direction and the posture of the currently engraved gimbal a tt_err_l) determines the basic following speed of the gimbal.
  • the following speed adjustment coefficient may be acquired by a control terminal connected to the PTZ, an interaction device configured on the PTZ, and reading a memory stored in the PTZ.
  • the basic following speed basic_velo of the gimbal in the yaw direction may be att_err*coef or att_er r_l*coef, where coef is a following speed adjustment coefficient.
  • the basic following speed of the gimbal is determined by the error attitude ( a tt_err or a tt_err_l) and/or following the speed adjustment coefficient, and the following speed adjustment coefficient can be connected through the interactive device configured on the gimbal or connected to the gimbal. Control terminal settings, when the user wishes The pan/tilt quickly follows, and the adjustment coefficient can be set relatively large.
  • the adjustment coefficient can be set smaller, however, after the speed adjustment coefficient is set, Fixed, can not adapt to the user's operating speed.
  • the error posture is large, the following speed will be large, and in the error posture, the following speed will become small.
  • the error posture is small, the user's operation The speed may also be very fast, the error gesture is large, and the user's operating speed may also be slow, so that the following basic speed can not follow the user's following requirements.
  • the base following speed may att_err * coef or att_err_l * coef only to be illustrative description, one skilled in the art can also be based on an error posture (att_ e rr or a tt_err_l) and coef other ways to determine the cloud
  • the basic following speed of the station is ba S i C _ ve lo.
  • step 301 and step 302 are not specifically limited in this embodiment, and the sequence may be set as needed. In some cases, step 301 and step 302 may be the same. carried out.
  • Step S303 Determine the following speed of the pan/tilt according to the basic following speed of the pan-tilt and the motion information of the pedestal.
  • an embodiment of the present invention further provides a cloud platform.
  • the cloud platform can be a two-axis pan/tilt or a three-axis pan/tilt.
  • the gimbal 400 specifically includes:
  • a first motion sensor 401 configured to determine motion information of a base of the pan/tilt
  • One or more processors 402 operating separately or in concert, are used to determine the following speed of the pan/tilt based on motion information of the base.
  • the first motion sensor 401 is mounted on a base of the pan/tilt or mounted on other components fixedly coupled to the base.
  • the pan/tilt further includes a second motion sensor 403 for determining the posture of the pan/tilt.
  • the processor 402 is specifically configured to determine a posture of the pedestal, and determine a following speed of the gyro according to the motion information of the pedestal, the posture of the gyro, and the posture of the pedestal.
  • the processor 402 is specifically configured to determine an error posture between the posture of the PTZ and the posture of the pedestal, and determine a cloud according to the error posture and motion information of the pedestal. The following speed of the station.
  • the error posture between the attitude of the pan-tilt and the posture of the base comprises: a direction of a yaw axis, a pitch axis direction, and a roll axis direction between a posture of the pan-tilt and a posture of the base An error pose in one or more directions.
  • the motion information of the susceptor includes: motion information of the pedestal in one or more directions in the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction.
  • the processor 402 is specifically configured to determine the gimbal in the yaw axis according to the error posture in one or more directions in the yaw axis direction, the pitch axis direction, the roll axis direction, and the motion information of the pedestal The following speed in one or more of the direction, pitch axis direction, and roll axis direction.
  • the processor 402 is configured to acquire a following speed adjustment coefficient, and determine, according to the following speed adjustment coefficient, motion information of the pedestal, attitude of the pan/tilt, posture of the pedestal The speed of the gimbal follow.
  • the processor 402 is specifically configured to determine a basic following speed of the pan-tilt, and determine a following speed of the pan-tilt according to the motion information of the pedestal and the basic following speed of the pan-tilt.
  • the cloud platform further includes: a second motion sensor 403, configured to acquire a posture of the pan/tilt.
  • the processor 402 is further configured to determine a posture of the pedestal, determine an error posture between the posture of the gimbal and the posture of the pedestal, and determine a basic following speed of the gyro according to the error posture. .
  • the error posture between the attitude of the pan-tilt and the attitude of the pedestal comprises: a direction of a yaw axis, a pitch axis direction, and a roll axis direction between a posture of the pan-tilt and a posture of the pedestal An error pose in one or more directions.
  • the processor 402 is specifically configured to determine the pan-tilt in the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis according to the error posture in one or more of the yaw axis direction, the pitch axis direction, and the roll axis direction.
  • the processor 402 is specifically configured to acquire a following speed adjustment coefficient, and determine a basic following speed of the pan/tilt according to the following speed adjustment coefficient and the error posture.
  • the pan/tilt further comprises: an angle sensor 404, configured to determine a rotation angle of the driving motor of the one or more axes of the pan/tilt.
  • the processor 402 is further configured to determine a posture of the pedestal according to the rotation angle and the posture of the pan/tilt.
  • the processor 402 is specifically configured to convert each of the rotation angles into a quaternion, and multiply the converted quaternion by the quaternion of the posture of the gimbal.
  • the posture of the pedestal is determined based on the quaternion obtained by multiplication.
  • the processor 402 is further configured to acquire a following speed adjustment coefficient by using a control terminal connected to the PTZ, an interaction device configured on the PTZ, and reading a memory stored in the PTZ.
  • the motion information includes at least one of angular velocity information and angular acceleration information.
  • the first motion sensor and/or the second motion sensor are inertial measurement units or gyroscopes
  • the disclosed apparatus and method may be implemented in other manners.
  • the device embodiments described above are merely illustrative.
  • the division of the unit is only a logical function division, and the actual implementation may have another division manner, for example, multiple units or components may be combined or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not executed.
  • the coupling or direct coupling or communication connection shown or discussed may be an indirect coupling or communication connection through some interface, device or unit, and may be electrical, mechanical or otherwise.
  • the unit described as a separate component may or may not be physically distributed, and the component displayed as a unit may or may not be a physical unit, that is, may be located in one place, or may be distributed to multiple On the network unit. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution of the embodiment.
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
  • the above integrated unit can be implemented in the form of hardware or in the form of hardware plus software functional units.
  • the above-described integrated unit implemented in the form of a software functional unit may be stored in a computer readable storage medium.
  • the above software functional unit is stored in a storage medium and includes a plurality of instructions for making Have a computer device (can be a personal computer, server, or network device, etc.) or processor
  • the foregoing storage medium includes: a U disk, a mobile hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk, or an optical disk, and the like, which can store program codes. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种云台的控制方法以及云台，所述控制方法包括：获取云台的基座的运动信息，并根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。本发明实施例中，能够根据基座的运动信息调节云台的跟随速度，使得云台的跟随速度匹配基座的运动情况，这样云台可以紧密地对用户的操作进行跟随，有效地避免了云台跟随时出现的"不跟手"的问题，使云台的跟随更加智能化，更好地适应用户的拍摄需求。

Description

一种云台的控制方法以及云台
技术领域
[0001] 本发明实施例涉及控制领域， 特别一种云台的控制方法以及云台。
背景技术
[0002] 云台是为有效负载增稳的系统。 用户使用云台固定拍摄设备， 可以为拍摄设备 增稳， 即使在运动条件下也可以拍摄出稳定流程的画面。 然而， 目前， 云台的 跟随并不智能， 一般地， 云台采用用户提前设定好的跟随速度进行跟随。
技术问题
[0003] 在实际拍摄中， 使用这种根据设定好的跟随速度进行跟随拍摄的方式存在明显 的缺陷。 例如， 如果用户提前将云台的跟随速度设置为一个满足一般拍摄场景 的较慢的速度， 而当拍摄过程中拍摄的目标对象突然加速移动吋， 用户通常会 快速转动云台的手持棍， 希望云台快速跟随以拍摄快速移动的目标对象， 这吋 ， 由于云台的跟随速度受限于提前预设的速度， 云台无法快速跟随， 经常会导 致拍摄设备捕捉不到目标对象。 另外， 如果用户提前将云台的跟随速度设置得 较快， 那么当用户缓慢转动云台的手持棍， 希望对拍摄的目标对象进行缓慢跟 随吋， 云台的跟随速度相对过快， 导致拍摄设备拍出的画面不够顺滑。 由此可 见， 现有技术中云台的跟随速度不能适应用户的操作需求， 不能与用户的操作 速度进行匹配， 表现出 "不跟手"的现象。 缺乏对云台的跟随速度进行调整的方法 ， 可能会降低云台在某些领域的有用性。
问题的解决方案
技术解决方案
[0004] 本发明实施例提供一种云台及云台的控制方法， 以使云台的跟随速度能够匹配 用户的操作需求。
[0005] 本发明实施例的一个方面是提供一种云台的控制方法， 用于调节云台的跟随速 度， 其包括：
[0006] 获取云台的基座的运动信息； 以及 [0007] 根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。
[0008] 本发明实施例的另一个方面是提供一种云台， 其包括：
[0009] 第一运动传感器， 用于获取云台的基座的运动信息；
[0010] 一个或多个处理器， 单独或协同地工作， 所述处理器用于根据所述第一运动传 感器获取的基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。
发明的有益效果
有益效果
[0011] 本发明实施例的云台的控制方法和云台， 通过获取云台基座的运动信息， 并根 据云台基座的运动信息调节云台的跟随速度。 这样， 可以根据基座的运动情况 调整云台的跟随速度， 使得云台的跟随速度匹配基座的运动情况， 这样云台可 以紧密地对用户的操作进行跟随， 有效地避免了云台跟随吋出现的"不跟手 "的问 题， 使云台的跟随更加智能化， 更好地适应用户的拍摄需求。
对附图的简要说明
附图说明
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所需要 使用的附图进行简单介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实 施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图 1为本发明实施例的云台的整体结构示意图；
[0014] 图 2为本发明实施例中云台控制方法的流程图；
[0015] 图 3为本发明另一实施例中云台控制方法的流程图；
[0016] 图 4为本发明实施例中云台的结构图；
[0017] 图 5为本发明另一实施例中云台的结构图。
[0018] 附图标记：
[0019] 1-pitch轴的驱动电机
[0020] 2-roll轴的驱动电机
[0021] 3-yaw轴的驱动电机
[0022] 4-基座 [0023] 5-yaw轴轴臂
[0024] 6-拍摄设备的固定机构
[0025] 7-pitch轴轴臂
[0026] 8-roll轴轴臂
[0027] 9-拍摄设备
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚地 描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施 例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
[0029] 需要说明的是， 当组件被称为 "固定于"另一个组件， 它可以直接在另一个组件 上或者也可以存在居中的组件。 当一个组件被认为是"连接"另一个组件， 它可以 是直接连接到另一个组件或者可能同吋存在居中组件。
[0030] 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域 的技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用的术语只 是为了描述具体的实施例的目的， 不是旨在于限制本发明。 本文所使用的术语" 及 /或"包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0031] 下面结合附图， 对本发明的一些实施方式作详细说明。 在不冲突的情况下， 下 述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032] 为了更清楚地理解本发明实施例的云台及云台的控制方法， 本文以三轴手持云 台为例对本发明实施例进行描述， 并且， 为了便于理解控制方法， 将先对控制 方法所涉及的云台构造进行描述。 需要指出的是， 本发明实施例的云台亦可以 为除了三轴云台之外的其他类型的云台， 例如， 所述云台可以为两轴云台或多 轴云台等。 此外， 所述云台不局限于手持云台中， 还可以是悬臂云台中， 或可 以结合在可移动平台中。 所述可移动平台可以包括无人飞行器、 遥控车辆、 遥 控器、 无人驾驶车辆等。
[0033] ^禱 吉木勾 [0034] 三轴云台的大致结构参考图 1可见， 包括基座 4和三个转轴机构。
[0035] 所述三个转轴机构包括控制俯仰运动的 pitch轴的驱动电机 1与 pitch轴的轴臂 7、 控制横滚运动的 roll轴的驱动电机 2与 roll轴的轴臂 8、 以及控制偏航运动的 yaw轴 的驱动电机 3与 yaw轴的轴臂 5。 在实际应用中， 所述电机 1、 电机 2、 电机 3均可 为无刷电机。
[0036] 另外， 云台还可以包括用于固定有效负载的固定机构， 其中有效负载可以为拍 摄设备 9， 固定机构可以为拍摄设备 9的固定机构 6， 固定机构 6可以与 pitch轴的 轴臂固定连接。
[0037] 所述 yaw轴的驱动电机 3安装在基座 4上并带动 yaw轴轴臂 5绕云台的 yaw轴为轴 线转动， 调节拍摄设备 9在 yaw方向上的拍摄角度。 所述 roll轴电机 2安装在 yaw轴 上并带动 roll轴轴臂 8绕云台的 roll轴为轴线转动， 调节拍摄设备 9在 roll方向上的 拍摄角度。 所述 pitch轴电机 1安装在 roll轴轴臂 8上并带动 pitch轴轴臂 7绕云台的 pit ch轴为轴线转动， 调节拍摄设备 9在 pitch方向上的拍摄角度运动。
[0038] 本发明实施例提供一种云台的控制方法。 图 2为本发明实施例提供的云台的控 制方法的流程图。 如图 2所示， 本发明实施例中的方法， 可以包括：
[0039] 步骤 S201 : 获取云台的基座的运动信息；
[0040] 具体地， 云台的基座上可以安装供用户握持的手持棍， 当用户使用云台架设拍 摄设备对移动的目标对象进行拍摄吋， 用户转动云台的手持棍以期改变拍摄设 备的拍摄方向对目标对象进行跟踪拍摄， 由于云台的基座与云台的手持棍固定 连接， 手持棍旋转会带动基座旋转。
[0041] 此吋， 可以通过第一传感器获取基座的运动信息。 其中第一传感器可以安装在 基座上， 或者安装在与基座固定连接的其他部件上， 例如安装在手持棍上。 第 一传感器是可以测量运动信息的任何传感器， 例如惯性测量单元或陀螺仪等。
[0042] 其中所述运动信息可以至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种， 另外， 所述基座的运动信息可以为基座的 yaw、 rolK pitch中一个或多个方向上的运动 f π息。
[0043] 步骤 S202: 根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。
[0044] 具体地， 本实施例中的跟随速度是云台跟随基座或与基座固定连接的手持棍运 动的角速度。 基座的运动信息可以反映基座的运动状态， 在获取到基座的运动 信息后， 根据所述基座的运动信息确定云台的跟随速度， 其中， 可以根据基座 在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中的一个或多个方向的运动信息确定所述云台 在 yaw轴方向、 pitch方向、 roll方向中的一个或多个方向的跟随速度。 例如， 当 用户在云台的 yaw方向转动手持棍吋， 在获取到第一传感器输出的基座的运动信 息后， 可以根据基座在 yaw方向上的运动信息确定云台在 yaw方向上的跟随速度
[0045] 本发明实施例的云台的控制方法和云台， 通过获取云台基座的运动信息， 并根 据云台基座的运动信息调节云台的跟随速度。 这样， 可以根据基座的运动情况 调整云台的跟随速度， 使得云台的跟随速度匹配基座的运动情况， 这样云台可 以紧密地用户的操作进行跟随， 有效地避免了云台跟随吋出现的"不跟手 "的问题 ， 使云台的跟随更加智能化， 更好地适应用户的拍摄需求。
[0046] 在某些实施例中， 通过第二传感器确定云台的姿态， 确定云台的基座的姿态， 根据基座的运动信息、 云台的姿态以及基座的姿态确定跟随速度。 具体地， 第 二传感器可以配置在云台的拍摄设备的固定机构上， 或者配置在与所述固定机 构固定连接的部件上， 例如云台的 pitch轴轴臂上， 第二传感器用于测量拍摄设 备当前吋刻的姿态， 即云台的姿态。
[0047] 在获取到云台的姿态、 基座的运动信息、 基座的姿态后， 可以根据如下几种可 行的方式确定云台的跟随速度：
[0048] 一种可行的方式为： 确定云台的姿态与基座姿态之间的误差姿态， 根据所述误 差姿态和运动信息确定云台的跟随运动。
[0049] 具体地， 确定云台的姿态与基座姿态之间的在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中 一个或多个方向上的误差姿态， 根据所述误差姿态和在 yaw方向、 pitch方向、 rol 1方向中一个或多个方向上的运动信息确定云台在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向 中一个或多个方向上的跟随速度。 为了便于解释， 本文中将以确定云台 yaw方向 上的跟随速度来进行示意性说明。 在用户沿 yaw方向转动手持棍之前， 若基座在 yaw方向的姿态与云台在 yaw方向的姿态相同， 在用户沿 yaw方向转动云台的手 持棍后， 为了响应用户的动作， 云台将在 yaw方向上跟随云台的基座转动， 在转 动过程中， 可以通过第二传感器获取云台在 yaw方向的姿态 att_load， 根据基座的 姿态获取基座在 yaw方向的姿态 att_base， 这样可以根据 att_load和 att_base确定出 云台和基座在 yaw方向上的误差姿态 att_err误差姿态。 在确定出云台和基座在 yaw 方向上的误差姿态 att_err， 即可以根据从第一传感器获取的基座在 yaw方向上的 运动信息和误差姿态 att_err来确定当前云台的跟随速度。
[0050] 进一步地， 以基座的运动信息为基座在 yaw方向上的角速度 Vel0_ang来进行示 意性说明， 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 att_err* (velo_ang+con) ， 其中， con为预设的常数。 从上述表达可以看出， 当基座的转动速度快吋， 云 台的跟随速度随之增加， 即当用户握持手持棍， 沿 yaw方向快速转动云台的基座 吋， 云台也会快速地跟随， 使拍摄设备可以拍摄到快速移动的目标， 当用户握 持手持棍， 沿 yaw方向缓慢转动云台的基座吋， 云台也会缓慢地跟随， 使拍摄设 备拍摄的图像顺滑。
[0051] 另一种可行的方式为： 根据基座的姿态和云台的姿态确定云台的目标姿态， 确 定云台的目标姿态与云台的姿态之间的误差姿态， 根据所述误差姿态和基座的 运动信息确定云台的跟随速度。
[0052] 具体地， 为了便于解释， 本文中将以确定云台 yaw方向上的跟随速度来进行示 意性说明。 在用户沿 yaw方向转动云台的手持棍后， 为了响应用户的动作， 云台 将在 yaw方向上跟随云台的基座转动。 在转动过程中， 对应于基座的姿态， 云台 会有一个目标姿态， 即在转动的过程中， 云台会使当前的姿态向目标姿态趋近 以跟随基座的转动。 根据第二传感器获取云台的姿态， 可以根据基座的姿态和 云台的姿态确定云台的目标姿态， 在获取云台的目标姿态之后， 即可知道云台 在 yaw方向上的目标姿态 att_targ， 根据云台在 yaw方向上的目标姿态 att_targ和 ya w方向上的姿态 atLload可以确定云台在 yaw方向上的目标姿态与姿态之间的误差 姿态 att_err_l， 在确定出误差姿态 att_err_l， 即可以根据从第一传感器获取的基 座在 yaw方向上的运动信息和误差姿态 att_err_l来确定当前云台的跟随速度。
[0053] 进一步地， 以基座的运动信息为基座在 yaw方向上的角速度 Vel0_ang来进行说 明， 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 att_err_l* (velo_ang+con) ， 其 中， con为预设的常数。 从上述表达是可以看出， 当基座的转动速度快吋， 云台 的跟随速度随之增加， 即当用户握持手持棍， 沿 yaw方向快速转动云台的基座吋 ， 云台也会快速的跟随， 使拍摄设备可以拍摄到快速移动的目标， 当用户握持 手持棍， 沿 yaw方向缓慢转动云台的基座吋， 云台也会缓慢地跟随， 使拍摄设备 拍摄的图像顺滑。
[0054] 另一种可行的方式为： 获取跟随速度调节系数， 根据跟随速度调节系数、 运动 信息、 云台的姿态、 基座的姿态确定跟随运动。 具体地， 跟随速度调节系数可 以通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交互装置、 读取存储在云台的存 储器获取的。
[0055] 进一步地， 为了便于解释， 本文中将以确定云台 yaw方向上的跟随速度来进行 示意性说明。 如前所述， 可以根据云台的姿态和基座的姿态确定出云台和基座 在 yaw方向上的误差姿态 att_err， 即可以根据从第一传感器获取的基座在 yaw方向 上的运动信息和误差姿态 att_err来确定当前云台的跟随速度。 具体地， 云台在 ya w方向上的跟随速度可以被确定为 coef*att_err* (velo_ang+con) ， 其中， coef为 跟随速度调节系数， con为预设的常数。 从上述表达可以看出， 除通过基座的运 动信息调节云台的跟随速度外， 还可以根据跟随速度调节系数来调整云台跟随 速度， 例如用户可以通过与云台连接的控制终端或者云台上的交互装置输入所 述跟随系数， 当输入的所述调节系数大吋， 云台的跟随速度随之增加， 当输入 的所述调节系数小吋， 云台的跟随速度随之降低。 此吋， 用户可以通过跟随速 度调节系数和基座的运动信息两种方式独立或协同的控制云台的跟随速度。
[0056] 另外， 如前所述， 可以根据云台的姿态和基座的姿态确定确定云台在 yaw方向 上的目标姿态与姿态之间的误差姿态 att_err_l， 即可以根据从第一传感器获取的 基座在 yaw方向上的运动信息和误差姿态 att_err来确定当前云台的跟随速度。 具 体地， 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 coef* att_err_l* (velo_ang+con ) ， 其中， coef为跟随速度调节系数， con为预设的常数。
[0057] 在某些实施例中， 在用户握持手持棍对云台进行操作吋， 云台的基座的姿态发 生变化， 云台会对基座的运动进行跟随。 具体地， 可以根据如下几种方式确定 基座的姿态：
[0058] 一种可行的方式： 根据第一传感器确定基座的姿态。 具体地， 第一运动传感器 可以为能够测量姿态的传感器， 例如惯性测量单元或陀螺仪等， 第一运动传感 器与基座固定连接， 当基座的姿态变化吋， 第一运动传感器可以测量出基座的 姿态。
[0059] 另外一种可行的方式： 获取云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度， 根据 所述转动角度和云台的姿态确定基座的姿态。 具体地， 云台各轴的驱动电机内 可以安装角度传感器， 其中驱动电机内设置电路板， 所述角度传感器可以与所 述电路板电性连接， 在云台的驱动电机转动吋， 通过角度传感器可以测量驱动 电机转动的角度， 其中角度传感器可以为电位计、 霍尔传感器、 编码器中的一 种或多种。 云台的姿态可以根据第二运动传感器来确定。 在获取到云台各轴的 驱动电机的转动角度和云台的姿态之后， 可以根据相应姿态运算方法确定出基 座的姿态。
[0060] 进一步地， 将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数， 将换算得到的四元 数与云台的姿态的四元数相乘， 根据相乘得到的四元数确定基座的姿态。 具体 地， 姿态有多种表示方式， 如四元数、 欧拉角、 矩阵等。 将云台的 yaw、 pitch和 roll轴的驱动电机的转动角度分别换算成四元数， 将云台的姿态以四元数进行表 示， 将云台的四元数分别与转动角度中的每一个角度换算成的四元数相乘， 相 乘后得到的四元数即为基座的姿态的四元数。 根据相应的换算方式， 即可以将 以四元数表示的基座的姿态换算成以欧拉角表示的基座的姿态。
[0061] 需要说明的是， 四元数是姿态的一种数学表示方式， 一般地， 四元数可以 q=w +xi+yj+zk的形式表示。 其中 q=w+xi+yj+zk可以分为纯量 w与向量 x i + y j + z k, 所以为了方便表示， 将 q表示为 (S, V)， 其中 S表示纯量 w， V表示向量 x i + y j + z k， 所以四元数乘法又可以表示为： ql * q2 = (Sl + V1)*(S2 + V2) = S1*S2 - V1*V2 + VlxV2 + Sl*V2 + S2*Vl。 欧拉角是姿态的另一种表示方式， 其中四元 数与欧拉角之间可以通过相应的公式互相转换。 另外， 从欧拉角转换成四元数 的具体公式为
Figure imgf000009_0001
另外将欧拉角转换成对应的四元数的具体公式为
Figure imgf000010_0001
[0062] 本发明实施例提供一种云台的控制方法， 图 3为本发明另一实施例提供的云台 控制方法的流程图。 在图 2所示的实施例的基础上， 如图 3所示， 本实施例中的 方法可以包括：
[0063] 步骤 S301 : 获取云台的基座的运动信息；
[0064] 步骤 S301和步骤 S201的具体方法和原理一致， 此处不再赘述。
[0065] 步骤 S302: 确定云台的基本跟随速度；
[0066] 具体地， 云台的基本跟随速度包括任何使用本发明实施例的技术方案之前的云 台的跟随速度， 如前所述， 用户握持云台的手持棍转速转动云台吋， 如果云台 以基本跟随速度来进行跟随， 云台不能快速响应用户的操作， 不能拍摄到快速 移动的目标对象； 用户握持云台的手持棍缓慢转动云台吋， 如果云台以基本跟 随速度来进行跟随， 云台会跟随得太快， 导致拍摄设备拍摄出来的画面不顺滑 。 其中， 可以通过如下几种可行的方式确定云台的基本跟随速度：
[0067] 一种可行的方式： 确定基座的姿态， 通过云台的第二传感器确定云台的姿态， 根据所述基座的姿态和云台的姿态确定云台的基本跟随速度。
[0068] 确定基座的姿态的过程如前所述， 此处不再赘述。
[0069] 进一步地， 确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态， 并根据所 述误差姿态确定云台的基本跟随速度。 其中， 可以确定云台的姿态与基座的姿 态之间在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的误差姿态， 根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的所述误差姿 态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的基本 跟随速度。
[0070] 此处以云台在 yaw方向上的跟随来进行示意性说明， 在转动过程中， 如前所述 ， 可以通过第二传感器获取云台在 yaw方向的姿态 att_load， 根据基座的姿态获取 基座在 yaw方向的姿态 att_base， 这样可以根据 att_load和 att_base确定出云台和基 座在 yaw方向上的误差姿态 att_err， 即可以根据所述云台和基座在 yaw方向上的误 差姿态 att_err确定云台在 yaw方向上的基本跟随速度 basiC_velo。
[0071] 另一种可行的方式： 确定基座的姿态， 通过云台的第二传感器确定云台的姿态 ， 根据所述基座的姿态和云台的姿态确定云台的目标姿态， 根据所述目标姿态 确定基本跟随速度。
[0072] 确定基座的姿态的过程如前所述， 此处不再赘述。
[0073] 进一步地， 确定所述云台的姿态与所述云台的目标姿态之间的误差姿态， 并根 据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。 其中， 可以确定云台的姿态与云台 的目标姿态之间在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的 误差姿态,根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的所 述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向 上的基本跟随速度。
[0074] 此处以云台在 yaw方向上的跟随来进行示意性说明， 在转动过程中， 如前所述 ， 可以根据 att_load和 att_base确定出的目标姿态， 根据云台 yaw方向的姿态 att_loa d和云台在 yaw方向上的目标姿态 att_tmg确定云台在 yaw方向上的误差姿态 att_err _1， 即可以根据所述云台和基座在 yaw方向上的误差姿态 att_err_l确定云台在 yaw 方向上的基本跟随速度 basic_velo。
[0075] 在某些实施例中， 获取跟随速度调节系数， 根据所述跟随速度调节系数和所述 误差姿态 （例如云台的姿态和基座的姿态在 yaw方向上的误差姿态 att_err或者云 台在 yaw方向上的目标姿态与当前吋刻云台的姿态之间误差姿态 att_err_l) 确定 云台的基本跟随速度。 其中， 跟随速度调节系数可以通过与云台连接的控制终 端、 云台上配置的交互装置、 读取存储在云台的存储器获取的。
[0076] 具体地， 云台在 yaw方向的基本跟随速度 basic_velo可以为 att_err*coef或者 att_er r_l*coef, 其中 coef为跟随速度调节系数。 由此可以见， 云台的基本跟随速度由 误差姿态 （att_err或 att_err_l) 和 /或跟随速度调节系数来确定， 跟随速度调节系 数可以通过云台上配置的交互装置或与云台连接的控制终端设置， 当用户希望 云台快速跟随吋， 可以将所述调节系数设置得比较大， 当用户希望云台以较慢 的速度跟随吋， 可以将所述调节系数设置得比较小， 然而， 跟随速度调节系数 设置以后就是固定的， 不能适应用户的操作速度。 另外， 从上述表达式可以看 出只有当误差姿态大吋， 跟随速度才会大， 在误差姿态小吋， 跟随速度就会变 小， 然而， 在某些情况， 误差姿态小吋， 用户的操作速度也可能很快， 误差姿 态大吋， 用户的操作速度也可能很慢， 此吋根据基本速度来跟随不能适应用户 的跟随需求。
[0077] 其中， 基本跟随速度可以为 att_err*coef或 att_err_l*coef只是为了进行示意性说 明， 本领域技术人员可以还可以根据误差姿态 （att_err或 att_err_l) 和 coef采用其 他方式来确定云台的基本跟随速度 baSiC_velo。
[0078] 需要说明的是， 步骤 301和步骤 302的步骤的先后顺序在本实施例中不做具体的 限定， 先后顺序可以根据需要设置， 在某些情况中步骤 301和步骤 302也可以同 吋执行。
[0079] 步骤 S303: 根据云台的基本跟随速度和基座的运动信息确定云台的跟随速度。
[0080] 具体地， 在确定基座的运动信息后， 例如， 以运动信息为基座在 yaw方向上的 角速度 Vel0_ang来进行说明， 可以将云台在 yaw方向上的跟随速度确定为 basiC_ve lo* (velo_ang+con) ， 其中， con为预设的常数。 由此可见， 使用云台基座的运 动信息对云台的基本跟随速度修正， 使得修正后的跟随速度能够适应用户的操 作需求， 用户操作速度快吋， 云台能够快速跟随， 用户操作速度慢吋， 云台的 缓慢平滑地跟随。
[0081] 如图 4所示， 本发明实施例还提供一种云台。 其中， 云台可以为两轴云台， 也 可以为三轴云台， 云台 400具体包括：
[0082] 第一运动传感器 401， 用于确定云台的基座的运动信息；
[0083] 一个或多个处理器 402， 单独或协同地工作， 所述处理器用于根据所述基座的 运动信息确定所述云台的跟随速度。
[0084] 可选地， 所述第一运动传感器 401安装在云台的基座上或安装在与所述基座固 定连接的其他部件上。
[0085] 可选地， 如图 5所示， 云台还包括第二运动传感器 403， 用于确定云台的姿态。 [0086] 所述处理器 402具体用于确定基座的姿态， 根据基座的运动信息、 所述云台的 姿态和所述基座的姿态确定所述云台的跟随速度。
[0087] 可选地， 所述处理器 402具体用于确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间 的误差姿态， 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随速度。
[0088] 可选地， 所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括： 云台的姿态与 基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上 的误差姿态。
[0089] 所述基座的运动信息包括： 基座在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个 或多个方向上的运动信息。
[0090] 所述处理器 402具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或 多个方向上的所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台在 yaw轴方向、 pitch 轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的跟随速度。
[0091] 可选地， 所述处理器 402用于获取跟随速度调节系数， 根据所述跟随速度调节 系数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确定云台的跟 随速度。
[0092] 可选地， 所述处理器 402具体用于确定云台的基本跟随速度， 并根据所述基座 的运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随速度。
[0093] 可选地， 云台还包括： 第二运动传感器 403， 用于获取云台的姿态。
[0094] 所述处理器 402还用于确定基座的姿态， 确定所述云台的姿态与所述基座的姿 态之间的误差姿态， 并根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。
[0095] 可选地， 所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括： 云台的姿态与 基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上 的误差姿态。
[0096] 所述处理器 402具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或 多个方向上的所述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的基本跟随速度。
[0097] 可选地， 所述处理器 402具体用于获取跟随速度调节系数， 并根据跟随速度调 节系数及所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。 [0098] 可选地， 云台还包括： 角度传感器 404， 用于确定云台的一个或多个轴的驱动 电机的转动角度。
[0099] 所述处理器 402还用于根据所述转动角度及所述云台的姿态确定基座的姿态。
[0100] 可选地， 所述处理器 402具体用于将所述转动角度中的每一个角度换算成四元 数， 将换算得到的四元数与云台的姿态的四元数相乘， 根据相乘得到的四元数 确定基座的姿态。
[0101] 可选地， 处理器 402还用于通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交互装 置、 读取存储在云台的存储器获取跟随速度调节系数。
[0102] 可选地， 所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。
[0103] 可选地， 所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪
[0104] 在本发明所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的设备和方法， 可以通 过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现吋可以有另外的划分方 式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统， 或一些特征可 以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通 信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合或通信连接， 可以是电性 ， 机械或其它的形式。
[0105] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分幵的， 作为单元 显示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可 以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元 来实现本实施例方案的目的。
[0106] 另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可 以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。 上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用硬件加软件功能单元 的形式实现。
[0107] 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元， 可以存储在一个计算机可读取 存储介质中。 上述软件功能单元存储在一个存储介质中， 包括若干指令用以使 得一台计算机设备 （可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等） 或处理器
(processor) 执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。 而前述的存储介质包 括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器 （Read-Only Memory , ROM) 、 随机存取存 储器 （Random Access Memory , RAM) 、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代 码的介质。
[0108] 本领域技术人员可以清楚地了解到， 为描述的方便和简洁， 仅以上述各功能模 块的划分进行举例说明， 实际应用中， 可以根据需要而将上述功能分配由不同 的功能模块完成， 即将装置的内部结构划分成不同的功能模块， 以完成以上描 述的全部或者部分功能。 上述描述的装置的具体工作过程， 可以参考前述方法 实施例中的对应过程， 在此不再赘述。
[0109] 最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制 ； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员 应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其 中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种云台的控制方法， 用于调节云台的跟随速度， 其特征在于， 确定云台的基座的运动信息；
根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于，
所述确定云台的基座的运动信息包括：
通过第一运动传感器确定基座的运动信息， 其中所述第一运动传感器 安装在云台的基座上或与所述基座固定连接的其他部件上。
[权利要求 3] 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括： 通过云台上的第二运动传感器确定云台的姿态； 确定所述基座的姿态；
所述根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度包括： 根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态以及所述基座的姿态确定 云台的跟随速度。
[权利要求 4] 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于，
所述根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确 定跟随速度包括：
确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态， 根据所述误 差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随速度。
[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于，
所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括：
云台的姿态与基座的姿态之间在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个 或多个方向上的误差姿态；
所述基座的运动信息包括：
基座在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的运动信息 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随速度包括： 根据在 yaw轴方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的误差姿 态和所述基座在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的 运动信息确定云台在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向 上的跟随速度。
[权利要求 6] 根据权利要求 3-5任一项所述的方法， 其特征在于，
所述根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确 定云台的跟随速度包括：
获取跟随速度调节系数；
根据跟随速度调节系数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所 述基座的姿态确定云台的跟随速度。
[权利要求 7] 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括： 确定云台的基本跟随速度；
所述根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度包括： 根据所述基座的运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随 速度。
[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的方法， 其特征在于，
所述确定云台的基本跟随速度包括：
通过云台上的第二运动传感器确定云台的姿态； 确定所述基座的姿态；
确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态， 并根据所述 误差姿态确定云台的基本跟随速度。
[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于，
所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括：
云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一 个或多个方向上的误差姿态；
根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度包括： 根据在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的所述误差 姿态确定云台在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的 基本跟随速度。
[权利要求 10] 根据权利要求 8或 9所述的方法， 其特征在于，
所述根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度包括：
获取跟随速度调节系数；
根据跟随速度调节系数和所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。
[权利要求 11] 根据权利要求 3或 8所述的方法， 其特征在于，
所述确定所述基座的姿态包括：
获取云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度， 根据所述转动角度 和所述云台的姿态确定基座的姿态。
[权利要求 12] 根据权利要求 11所述的方法， 其特征在于，
根据所述转动角度及所述云台的姿态确定基座的姿态包括： 将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数， 将换算得到的四元数 与云台的姿态的四元数相乘， 根据相乘得到的四元数确定基座的姿态
[权利要求 13] 根据权利要求 6或 10所述的方法， 其特征在于，
所述跟随速度调节系数是通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的 交互装置、 读取存储在云台的存储器获取的。
[权利要求 14] 根据权利要求 1-13任一项所述的方法， 其特征在于，
所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。
[权利要求 15] 根据权利要求 1-14任一项所述的方法， 其特征在于，
所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪
[权利要求 16] —种云台， 其特征在于， 包括：
第一运动传感器， 用于确定云台的基座的运动信息；
一个或多个处理器， 单独或协同地工作， 所述处理器用于根据所述基 座的运动信息确定所述云台的跟随速度。
[权利要求 17] 根据权利要求 16所述的云台， 其特征在于，
所述第一运动传感器安装在云台的基座上或安装在与所述基座固定连 接的其他部件上。 根据权利要求 16或 17所述的云台， 其特征在于， 还包括：
第二运动传感器， 用于确定云台的姿态；
所述处理器， 具体用于确定基座的姿态， 根据基座的运动信息、 所述 云台的姿态和所述基座的姿态确定所述云台的跟随速度。
根据权利要求 18所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 具体用于确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的 误差姿态， 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随 速度。
根据权利要求 19所述的云台， 其特征在于，
所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括：
云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方 向中一个或多个方向上的误差姿态；
所述基座的运动信息包括：
基座在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的运 动信息；
所述处理器， 具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的所述误差姿态和所述基座在 yaw方向、 pitch方向 、 roll方向中一个或多个方向上的运动信息确定云台在 yaw轴方向、 pi tch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的跟随速度。
根据权利要求 18-20任一项所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 用于获取跟随速度调节系数， 根据所述跟随速度调节系 数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确定云 台的跟随速度。
根据权利要求 16或 17所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 具体用于确定云台的基本跟随速度， 并根据所述基座的 运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随速度。
根据权利要求 22所述的云台， 其特征在于， 还包括：
第二运动传感器， 用于获取云台的姿态； 所述处理器， 还用于： 确定基座的姿态；
确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态；
并根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。
根据权利要求 23所述的云台， 其特征在于，
所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括：
云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方 向中一个或多个方向上的误差姿态；
所述处理器， 具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的所述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方 向、 roll轴方向中一个或多个方向上的基本跟随速度。
根据权利要求 23或 24所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 还具体用于获取跟随速度调节系数， 并根据跟随速度调 节系数及所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。
根据权利要求 18或 23所述的云台， 其特征在于， 还包括：
角度传感器， 用于确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度； 所述处理器， 具体用于根据所述转动角度及所述云台的姿态确定基座 的姿态。
根据权利要求 26所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 具体用于将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数 ， 将换算得到的四元数与云台的姿态的四元数相乘， 根据相乘得到的 四元数确定基座的姿态。
根据权利要求 21或 25所述的云台， 其特征在于，
所述处理器， 具体用于通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交 互装置、 读取存储在云台的存储器获取跟随速度调节系数。
根据权利要求 16-28任一项所述的云台， 其特征在于，
所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。
根据权利要求 16-29任一项所述的云台， 其特征在于，
所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪
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