WO2021248287A1 - 云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质 - Google Patents

云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质 Download PDF

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Definitions

  • the handle part 101 is also provided with an operation control key, so that the user can operate the operation control key to control the pan/tilt 102 or the camera 103.
  • the operation control key can be, for example, a button, a trigger, a knob, or a joystick, etc., and of course, it also includes other forms of physical keys.
  • step S101 specifically includes: sub-steps S1011 to S1014.
  • the attitude change of the pan/tilt in the body coordinate system includes the attitude changes of the three axes of the pan/tilt in the body coordinate system.

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Abstract

一种云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质，其中该方法包括：获取处于第一人称主视角FPV模式的云台在机体坐标系下的姿态变化量(S101)；对姿态变化量进行干扰抑制，得到云台在机体坐标系下的目标姿态变化量(S102)；根据目标姿态变化量，调整云台的姿态(S103)。该方法提高了手持云台的增稳性。

Description

云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质 技术领域
本申请涉及云台控制技术领域，尤其涉及一种云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质。
背景技术
手持云台体积小巧，携带方便，可以安装小型的拍摄装置，例如摄像机、照相机、智能手机等或者拍摄装置与手持云台一体化设置，手持云台在移动中进行拍摄时能达到迅速稳定地控制拍摄装置保持在确定的姿态上的效果。手持云台包括多种控制模式，例如，第一人称主视角(First Person View，PFV)模式，当手持云台处于FPV模式时，云台的三轴跟随手柄部运动，从而保证云台与手柄部的相对静止。目前，现有的FPV模式的云台控制算法，通常是结合常规死区和比例控制器实现的，但现有的FPV模式的云台控制算法没有区分干扰和指令，因此在用户走路或者跑步时使用手持云台进行拍摄的过程中，拍摄的画面会因用户身体的晃动而出现抖动的情况，用户体验不好。
发明内容
基于此，本申请提供了一种云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质，旨在提高手持云台的增稳性，减少画面抖动。
第一方面，本申请提供了一种云台控制方法，应用于手持云台，所述手持云台包括手柄部和设于所述手柄部上的云台，所述云台用于搭载拍摄装置，所述方法包括：
获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量；
对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量；
根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态。
第二方面，本申请还提供了一种手持云台，所述手持云台包括存储器和处理器，所述手持云台包括手柄部和设于所述手柄部上的云台，所述云台用于搭载拍摄装置；所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现如上所述的云台控制方法的步骤。
第三方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上所述的云台控制方法的步骤。
本申请实施例提供了一种云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质，通过获取处于第一人称主视角FPV模式的云台在机体坐标系下的姿态变化量，并对该姿态变化量进行干扰抑制，得到云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量，且根据该目标姿态变化量，调整云台的姿态，本申请的技术方案在云台处于FPV模式时，当手柄部的姿态发生变化，通过对云台的姿态变化量进行干扰抑制，减少手柄部的抖动干扰对云台跟随的影响，极大地提高了手持云台的增稳性，减少画面抖动。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施本申请提供的云台控制方法的手持云台的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种云台控制方法的步骤示意流程图；
图3是图2中的云台控制方法的一子步骤示意流程图；
图4是图2中的云台控制方法的另一子步骤示意流程图；
图5是本申请实施例提供的一种手持云台的结构示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤， 也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
下面结合附图，对本申请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。
本申请提供一种云台控制方法、手持云台及计算机可读存储介质，该云台控制方法应用于手持云台，请参阅图1，图1是实施本申请提供的云台控制方法的手持云台的结构示意图。以下将结合图1，对本申请实施例中的手持云台进行说明。
如图1所示，该手持云台100包括手柄部101和设于手柄部101上的云台102，云台102上还搭载有拍摄装置103，在一实施例中，拍摄装置103与云台102一体设置。其中，拍摄装置103为智能手机，当然也为其他摄像设备，比如相机。
其中，云台102包括三轴电机，分别为俯仰(pitch)轴电机1021、横滚(roll)轴电机1022和平移(yaw)轴电机1023，用于调整拍摄装置103的平衡姿态，以便随时随地拍摄出高精度的稳定画面。
云台102上设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，可例如为加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量云台102的姿态和加速度等，以便根据姿态调整云台102的姿态。在一实施例中，手柄部101上也设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，可例如为加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量手柄部101的姿态和加速度等，以便根据手柄部101的姿态和云台102的姿态调整云台102的姿态。
其中，手柄部101上还设有操作控键，以便用户操作该操作控键以控制云台102或拍摄装置103。该操作控键可例如为按键、扳机、旋钮或者摇杆等，当然也包括其他形式的物理按键。
比如，摇杆可以用于控制三个转轴的运动，进而控制云台102的运动。可以理解的是，摇杆也可以用于其他功能。
其中，手持云台101包括处理器，处理器用于对输入的控制指令进行处理，或者收发信号等。处理器可以设置在手柄部101的内部。
可选地，该处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立 门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
可以理解的，图1中的手持云台以及上述对于手持云台各部件的命名仅仅出于标识的目的，并不因此对本申请实施例进行限制。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种云台控制方法的步骤示意流程图。如图2所示，该云台控制方法包括步骤S101至步骤S103。
S101、获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量。
其中，处于第一人称主视角FPV模式的云台，云台的姿态跟随手柄部的姿态的变化而发生变化，具体为云台的yaw轴、pitch轴和roll轴的欧拉角跟随手柄部的姿态的变化而变化。
在一实施例中，如图3所示，步骤S101具体包括：子步骤S1011至S1014。
S1011、获取所述手柄部的当前姿态和处于第一人称主视角FPV模式的所述云台的历史期望姿态。
其中，云台的历史期望姿态为云台在上一时刻的期望姿态，上一时刻与当前时刻间隔预设时间，预设时间可基于实际情况进行设置，本申请对此不做具体限定。例如，预设时间为0.2秒。
在一实施例中，获取云台的当前姿态和云台的各轴电机的关节角数据；根据云台的当前姿态和关节角数据，确定手柄部的当前姿态。其中，云台设置有惯性测量单元，通过该惯性测量单元可以测量得到云台的当前姿态，关节角数据是通过手持云台的编码器确定的。通过云台的当前姿态和关节角数据可以反算得到手柄部的当前姿态，不需要在手柄部设置惯性测量单元，减少器件成本。
在一实施例中，手柄部安装有惯性测量单元，通过该惯性测量单元获取手柄部的当前姿态。通过在手柄部安装惯性测量单元，不需要基于云台的当前姿态和各轴电机的关节角数据反算手柄部的当前姿态，可以通过安装的惯性测量单元快速的获取手柄部的当前姿态。
S1012、根据所述当前姿态和所述历史期望姿态，确定所述云台的姿态误差。
确定手柄部的当前姿态与云台的历史期望姿态的向量叉积，得到云台的姿态误差。例如，设手柄部的当前姿态对应的矩阵向量为q_feedback_handle，云台的历史期望姿态对应的矩阵向量为q_tar_cam，姿态误差对应的矩阵向量为q_err_body，则姿态误差q_err_body＝q_tar_cam×q_feedback_handle，即计算 q_tar_cam和q_feedback_handle的向量叉积，从而得到云台的姿态误差的矩阵向量。
S1013、根据所述姿态误差，确定所述云台的旋转角度和旋转轴。
其中，该姿态误差包括云台在机体坐标系下的三个轴的姿态误差，通过云台在机体坐标系下的三个轴的姿态误差可以确定云台的旋转角度和旋转轴。
在一实施例中，计算云台在机体坐标系下的三个轴的姿态误差的均方根值，并将该均方根值作为平均姿态误差；根据该平均姿态误差，确定云台的旋转角度和旋转轴。例如，设云台在机体坐标系下的三个轴的姿态误差分别为q_err_body[1]、q_err_body[2]和q_err_body[3]，平均姿态误差为Norm，则Norm可以表示为Norm＝sqrt((q_err_body[1]) 2+(q_err_body[2]) 2+(q_err_body[3]) 2)，设旋转角度rot_ang_rad＝2*asin(Norm)，旋转轴在机体坐标系下的三个轴的方向分别为Axis[0]＝q_err_body[1]/Norm、Axis[1]＝q_err_body[2]/Norm和Axis[2]＝q_err_body[3]/Norm。
S1014、根据所述旋转角度和旋转轴，确定所述云台在机体坐标系下的姿态变化量。
其中，云台在机体坐标系下的姿态变化量包括云台分别在机体坐标系下的三个轴的姿态变化量。
在一实施例中，根据旋转轴在机体坐标系下的三个轴的方向和旋转角度，可以确定云台分别在机体坐标系下的三个轴的姿态变化量。例如，设云台在机体坐标系下的姿态变化量为error_spd_rps_raw，且设云台在机体坐标系下的三个轴的姿态变化量分别为error_spd_rps_raw[0]、error_spd_rps_raw[1]和error_spd_rps_raw[2]，则云台在机体坐标系下的三个轴的姿态变化量分别为：
error_spd_rps_raw[0]＝Axis[0]*rot_ang_rad
error_spd_rps_raw[1]＝Axis[1]*rot_ang_rad
error_spd_rps_raw[2]＝Axis[2]*rot_ang_rad。
S102、对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量。
用户使用手持云台时，用户握持手持云台的手柄部，在用户移动的过程中，手柄部的姿态会因为用户的移动而出现变化，因此需要云台的姿态跟随手柄部的姿态的变化而发生变化，但目前的跟随控制方法没有区分云台的姿态变化量的抖动量(干扰)和跟随量(指令)，使得云台的姿态跟随手柄部的姿态的变化而发生变化时，云台也会出现抖动，从而导致拍摄画面出现抖动，使得用户 无法拍摄出良好的视频或者照片，为解决上述问题，对云台的姿态变化量进行干扰抑制，得到目标姿态变化量，从而减少目标姿态变化量中的抖动量，使得云台的姿态跟随手柄部的姿态的变化而发生变化时，能够减少云台的抖动，进而减少拍摄画面的抖动。
在一实施例中，如图4所示，步骤S102具体包括：子步骤S1021至S1022。
S1021、获取目标滤波器。
其中，目标滤波器包括陷波滤波器和带阻滤波器中的任一项。
在用户移动的过程中，云台的姿态变化量的抖动量主要是由用户走路或者跑步时脚掌落地导致身体晃动引起的，而脚掌落地的情况可以用步频来表示，步频为每分钟脚掌落地的次数，例如，在一分钟内，双脚共踏出140步，则步频为每分钟140次，因此可以通过滤波器对步频对应的抖动频率的干扰进行抑制，进而减少云台的抖动。
在一实施例中，获取预设滤波器，并将预设滤波器作为目标滤波器。其中，预设滤波器的频率与用户的步频有关，预设滤波器的频率和干扰抑制比例是根据多次试验得到的，本申请对此不做具体限定，例如，预设滤波器的频率为1.9赫兹，干扰抑制比例为30dB，又例如，预设滤波器的频率为2赫兹，干扰抑制比例为10dB。
在一实施例中，获取预设滤波器，并获取用户的抖动频率；根据该抖动频率，调整预设滤波器的频率和干扰抑制比例，得到目标滤波器。其中，用户的抖动频率根据用户的步频确定，用户的抖动频率大致为用户的步频的两倍，用户的步频可以根据用户穿戴的可穿戴设备确定，可穿戴设备与手持云台通信连接。通过用户的抖动频率调整预设滤波器的频率和干扰抑制比例，可以得到更准确的滤波器，便于后续通过滤波器准确的对姿态变化量进行抖动衰减，进一步地减少云台的抖动，进而减少拍摄画面的抖动，提高用户体验。
在一实施例中，获取用户的抖动频率的方式还可以为：通过安装于手柄部的三轴加速度计确定用户的步行速度，并获取该步行速度对应的步频；根据该步行速度对应的步频确定用户的抖动频率。其中，在用户的步幅一定的情况下，步行速度越快，则用户的步频越高，用户的抖动频率也越高，而步行速度越慢，则用户的步频越低，则用户的抖动频率也越低。通过安装于手柄部的三轴加速度计确定用户的步行速度，并基于该步行速度可以确定用户的抖动频率，不需要借助外部的可穿戴设备。
在一实施例中，根据抖动频率，调整预设滤波器的频率和干扰抑制比例的 方式可以为：根据用户的抖动频率，确定目标频率和目标干扰抑制比例；将预设滤波器的频率调整为该目标频率，并将预设滤波器的干扰抑制比例调整为目标干扰抑制比例。其中，手持云台的存储器内存储有用户的抖动频率、目标频率和目标干扰抑制比例之间的关系表，通过该关系表和用户的抖动频率即可确定目标频率和目标干扰抑制比例，用户的抖动频率、目标频率和目标干扰抑制比例之间的关系表是通过多次试验得到的，本申请对此不做具体限定。
S1022、将所述姿态变化量输入至所述目标滤波器进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量。
在确定目标滤波器后，将姿态变化量输入至目标滤波器进行干扰抑制处理，得到目标姿态变化量，即对姿态变化量内的抖动量(干扰)进行干扰抑制，从而减少目标姿态变化量内的抖动量(干扰)。
其中，目标姿态变化量包括云台在机体坐标系下的三个轴的目标姿态变化量，设目标姿态变化量为error_spd_rps_raw，则云台在机体坐标系下的三个轴的目标姿态变化量分别为error_spd_rps_filtered[0]、error_spd_rps_filtered[1]和error_spd_rps_filtered[2]。
S103、根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态。
在确定目标姿态变化量后，通过目标姿态变化量，调整云台的姿态，由于目标姿态变化量内的抖动量已被抑制，因此通过目标姿态变化量调整云台的姿态时，可以减少抖动量对云台的影响，提高云台的增稳效果，减少画面抖动。
在一实施例中，根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数；根据云台的期望姿态四元数，调整所述云台的姿态，即获取云台的当前姿态四元数，并根据云台的期望姿态四元数和当前姿态四元数，调整云台的姿态。
在一实施例中，根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元的方式可以为：根据该目标姿态变化量，确定云台在机体坐标系下的角速度；根据云台在机体坐标系下的角速度，确定云台在当前时刻的期望姿态四元数。其中，云台在机体坐标系下的角速度包括云台在机体坐标系下的三个轴的角速度，设云台在机体坐标系下的三个轴的角速度分别为error_spd_rps[0]、error_spd_rps[1]和error_spd_rps[2]，则云台在机体坐标系下的三个轴的角速度分别为：
error_spd_rps[0]＝k 0*error_spd_rps_filtered[0]
error_spd_rps[0]＝k 1*error_spd_rps_filtered[0]
error_spd_rps[0]＝k 2*error_spd_rps_filtered[0]，在确定云台在机体坐标 系下的三个轴的角速度后，可以通过一阶龙格库塔法，基于云台在机体坐标系下的三个轴的角速度，确定云台的期望姿态四元数。其中，k 0、k 1和k 2可基于实际情况进行设置，本申请对此不做具体限定。
上述实施例提供的云台控制方法，通过获取处于第一人称主视角FPV模式的云台在机体坐标系下的姿态变化量，并对该姿态变化量进行干扰抑制，得到云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量，且根据该目标姿态变化量，调整云台的姿态，本申请的技术方案在云台处于FPV模式时，当手柄部的姿态发生变化，通过对云台的姿态变化量进行干扰抑制，减少手柄部的抖动干扰对云台跟随的影响，极大地提高了手持云台的增稳性，减少画面抖动。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种手持云台的结构示意性框图。如图5所示，该手持云台200包括处理器201和存储器202，处理器201和存储器202通过总线203连接，该总线203比如为I2C(Inter-integrated Circuit)总线。
其中，该手持云台200包括手柄部和设于手柄部上的云台，云台上还搭载有拍摄装置，在一实施例中，拍摄装置与云台一体设置。其中，拍摄装置为智能手机，当然也为其他摄像设备，比如相机。
其中，该手持云台200包括手柄部和设于手柄部上的云台，云台上还搭载有拍摄装置，在一实施例中，拍摄装置与云台一体设置。其中，拍摄装置为智能手机，当然也为其他摄像设备，比如相机。
其中，云台包括三轴电机，分别为俯仰(pitch)轴电机、横滚(roll)轴电机和平移(yaw)轴电机，用于调整拍摄装置的平衡姿态，以便随时随地拍摄出高精度的稳定画面。
云台上设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，可例如为加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量云台的姿态和加速度等，以便根据姿态调整云台的姿态。在一实施例中，手柄部上也设置有惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)，可例如为加速度计或陀螺仪中的至少一种，可以用于测量手柄部的姿态和加速度等，以便根据手柄部的姿态和云台的姿态调整云台的姿态。
其中，手柄部上还设有操作控键，以便用户操作该操作控键以控制云台或拍摄装置。该操作控键可例如为按键、扳机、旋钮或者摇杆等，当然也包括其他形式的物理按键。
比如，摇杆可以用于控制三个转轴的运动，进而控制云台的运动。可以理 解的是，摇杆也可以用于其他功能。
具体地，处理器201可以是微控制单元(Micro-controller Unit，MCU)、中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)或数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等。
具体地，存储器202可以是Flash芯片、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。
其中，所述处理器201用于运行存储在存储器202中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：
获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量；
对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量；
根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态。
在一实施例中，所述对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量，包括：
获取目标滤波器；
将所述姿态变化量输入至所述目标滤波器进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量。
在一实施例中，所述获取目标滤波器，包括：
获取预设滤波器，并将所述预设滤波器作为所述目标滤波器。
在一实施例中，所述获取目标滤波器，包括：
获取预设滤波器，并获取用户的抖动频率；
根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，得到所述目标滤波器。
在一实施例中，所述根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，包括：
根据所述抖动频率，确定目标频率和目标干扰抑制比例；
将所述预设滤波器的频率调整为所述目标频率，并将所述预设滤波器的干扰抑制比例调整为所述目标干扰抑制比例。
在一实施例中，所述抖动频率是根据用户的步频确定的。
在一实施例中，所述目标滤波器包括陷波滤波器和带阻滤波器中的任一项。
在一实施例中，所述根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态，包 括：
根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数；
根据所述期望姿态四元数，调整所述云台的姿态。
在一实施例中，所述根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数，包括：
根据所述目标姿态变化量，确定所述云台在所述机体坐标系下的角速度；
根据所述云台在所述机体坐标系下的角速度，确定所述云台在当前时刻的期望姿态四元数。
在一实施例中，所述获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量，包括：
获取所述手柄部的当前姿态和处于第一人称主视角FPV模式的所述云台的历史期望姿态；
根据所述当前姿态和所述历史期望姿态，确定所述云台的姿态误差；
根据所述姿态误差，确定所述云台的旋转角度和旋转轴；
根据所述旋转角度和旋转轴，确定所述云台在机体坐标系下的姿态变化量。
在一实施例中，所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
获取所述云台的当前姿态和所述云台的各轴电机的关节角数据；
根据所述云台的当前姿态和所述关节角数据，确定所述手柄部的当前姿态。
在一实施例中，所述手柄部安装有惯性测量单元；所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
通过所述惯性测量单元获取所述手柄部的当前姿态。
在一实施例中，所述历史期望姿态为所述云台在上一时刻的期望姿态，所述上一时刻与当前时刻间隔预设时间。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的手持云台的具体工作过程，可以参考前述云台控制方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现上述实施例提供的云台控制方法的步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的手持云台的内部存储单元，例如所述手持云台的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述手持云台的外部存储设备，例如所述手持云台上配备的插接式硬盘， 智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

  1. 一种云台控制方法，应用于手持云台，其特征在于，所述手持云台包括手柄部和设于所述手柄部上的云台，所述云台用于搭载拍摄装置，所述方法包括：
    获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量；
    对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量；
    根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态。
  2. 根据权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量，包括：
    获取目标滤波器；
    将所述姿态变化量输入至所述目标滤波器进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量。
  3. 根据权利要求2所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取目标滤波器，包括：
    获取预设滤波器，并将所述预设滤波器作为所述目标滤波器。
  4. 根据权利要求2所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取目标滤波器，包括：
    获取预设滤波器，并获取用户的抖动频率；
    根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，得到所述目标滤波器。
  5. 根据权利要求4所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，包括：
    根据所述抖动频率，确定目标频率和目标干扰抑制比例；
    将所述预设滤波器的频率调整为所述目标频率，并将所述预设滤波器的干扰抑制比例调整为所述目标干扰抑制比例。
  6. 根据权利要求4所述的云台控制方法，其特征在于，所述抖动频率是根据用户的步频确定的。
  7. 根据权利要求2所述的云台控制方法，其特征在于，所述目标滤波器包括陷波滤波器和带阻滤波器中的任一项。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态，包括：
    根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数；
    根据所述期望姿态四元数，调整所述云台的姿态。
  9. 根据权利要求8所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数，包括：
    根据所述目标姿态变化量，确定所述云台在所述机体坐标系下的角速度；
    根据所述云台在所述机体坐标系下的角速度，确定所述云台在当前时刻的期望姿态四元数。
  10. 根据权利要求1至7中任一项所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量，包括：
    获取所述手柄部的当前姿态和处于第一人称主视角FPV模式的所述云台的历史期望姿态；
    根据所述当前姿态和所述历史期望姿态，确定所述云台的姿态误差；
    根据所述姿态误差，确定所述云台的旋转角度和旋转轴；
    根据所述旋转角度和旋转轴，确定所述云台在机体坐标系下的姿态变化量。
  11. 根据权利要求10所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
    获取所述云台的当前姿态和所述云台的各轴电机的关节角数据；
    根据所述云台的当前姿态和所述关节角数据，确定所述手柄部的当前姿态。
  12. 根据权利要求10所述的云台控制方法，其特征在于，所述手柄部安装有惯性测量单元；所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
    通过所述惯性测量单元获取所述手柄部的当前姿态。
  13. 根据权利要求10所述的云台控制方法，其特征在于，所述历史期望姿态为所述云台在上一时刻的期望姿态，所述上一时刻与当前时刻间隔预设时间。
  14. 一种手持云台，其特征在于，所述手持云台包括存储器和处理器，所述手持云台包括手柄部和设于所述手柄部上的云台，所述云台用于搭载拍摄装置；
    所述存储器用于存储计算机程序；
    所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现如下步骤：
    获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量；
    对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量；
    根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态。
  15. 根据权利要求14所述的手持云台，其特征在于，所述对所述姿态变化量进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量，包括：
    获取目标滤波器；
    将所述姿态变化量输入至所述目标滤波器进行干扰抑制，得到所述云台在所述机体坐标系下的目标姿态变化量。
  16. 根据权利要求15所述的手持云台，其特征在于，所述获取目标滤波器，包括：
    获取预设滤波器，并将所述预设滤波器作为所述目标滤波器。
  17. 根据权利要求15所述的手持云台，其特征在于，所述获取目标滤波器，包括：
    获取预设滤波器，并获取用户的抖动频率；
    根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，得到所述目标滤波器。
  18. 根据权利要求17所述的手持云台，其特征在于，所述根据所述抖动频率，调整所述预设滤波器的频率和干扰抑制比例，包括：
    根据所述抖动频率，确定目标频率和目标干扰抑制比例；
    将所述预设滤波器的频率调整为所述目标频率，并将所述预设滤波器的干扰抑制比例调整为所述目标干扰抑制比例。
  19. 根据权利要求17所述的手持云台，其特征在于，所述抖动频率是根据用户的步频确定的。
  20. 根据权利要求15所述的手持云台，其特征在于，所述目标滤波器包括陷波滤波器和带阻滤波器中的任一项。
  21. 根据权利要求14至20中任一项所述的手持云台，其特征在于，所述根据所述目标姿态变化量，调整所述云台的姿态，包括：
    根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数；
    根据所述期望姿态四元数，调整所述云台的姿态。
  22. 根据权利要求21所述的手持云台，其特征在于，所述根据所述目标姿态变化量，确定所述云台的期望姿态四元数，包括：
    根据所述目标姿态变化量，确定所述云台在所述机体坐标系下的角速度；
    根据所述云台在所述机体坐标系下的角速度，确定所述云台在当前时刻的期望姿态四元数。
  23. 根据权利要求14至20中任一项所述的手持云台，其特征在于，所述获取处于第一人称主视角FPV模式的所述云台在机体坐标系下的姿态变化量，包括：
    获取所述手柄部的当前姿态和处于第一人称主视角FPV模式的所述云台的历史期望姿态；
    根据所述当前姿态和所述历史期望姿态，确定所述云台的姿态误差；
    根据所述姿态误差，确定所述云台的旋转角度和旋转轴；
    根据所述旋转角度和旋转轴，确定所述云台在机体坐标系下的姿态变化量。
  24. 根据权利要求23所述的手持云台，其特征在于，所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
    获取所述云台的当前姿态和所述云台的各轴电机的关节角数据；
    根据所述云台的当前姿态和所述关节角数据，确定所述手柄部的当前姿态。
  25. 根据权利要求23所述的手持云台，其特征在于，所述手柄部安装有惯性测量单元；所述获取所述手柄部的当前姿态，包括：
    通过所述惯性测量单元获取所述手柄部的当前姿态。
  26. 根据权利要求23所述的手持云台，其特征在于，所述历史期望姿态为所述云台在上一时刻的期望姿态，所述上一时刻与当前时刻间隔预设时间。
  27. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至13中任一项所述的云台控制方法的步骤。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114153234A (zh) * 2021-12-01 2022-03-08 重庆市亿飞智联科技有限公司 一种云台控制方法及装置、电子设备、存储介质和吊舱
CN114167902A (zh) * 2021-12-03 2022-03-11 重庆市亿飞智联科技有限公司 云台控制方法、装置、控制设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015179905A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Rmit University Methods and systems for attenuating the effects of turbulence on aircraft
CN107079103A (zh) * 2016-05-31 2017-08-18 深圳市大疆灵眸科技有限公司 云台控制方法、装置和云台
CN109313455A (zh) * 2017-11-16 2019-02-05 深圳市大疆创新科技有限公司 智能眼镜及其控制云台的方法、云台、控制方法和无人机
CN110337560A (zh) * 2018-05-30 2019-10-15 深圳市大疆创新科技有限公司 云台的控制方法、云台、拍摄设备及可读存储介质
CN110431507A (zh) * 2018-05-31 2019-11-08 深圳市大疆创新科技有限公司 一种云台控制方法及云台

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596976B2 (en) * 1999-12-07 2003-07-22 American Gnc Corporation Method and system for pointing and stabilizing a device
CN108427407B (zh) * 2017-02-13 2021-03-05 昊翔电能运动科技(昆山)有限公司 云台控制方法、云台控制系统及云台设备
CN110393006A (zh) * 2018-02-09 2019-10-29 深圳市大疆创新科技有限公司 抑制云台振动的方法及云台
WO2020097890A1 (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 深圳市大疆创新科技有限公司 手持云台的控制方法和手持云台

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015179905A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Rmit University Methods and systems for attenuating the effects of turbulence on aircraft
CN107079103A (zh) * 2016-05-31 2017-08-18 深圳市大疆灵眸科技有限公司 云台控制方法、装置和云台
CN109313455A (zh) * 2017-11-16 2019-02-05 深圳市大疆创新科技有限公司 智能眼镜及其控制云台的方法、云台、控制方法和无人机
CN110337560A (zh) * 2018-05-30 2019-10-15 深圳市大疆创新科技有限公司 云台的控制方法、云台、拍摄设备及可读存储介质
CN110431507A (zh) * 2018-05-31 2019-11-08 深圳市大疆创新科技有限公司 一种云台控制方法及云台

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