增稳云台及其控制方法和携带所述增稳云台的无人飞行器技术

本发明专利技术关于一种增稳云台及其控制方法和应用上述增稳云台的无人飞行器，所述增稳云台用于为搭载于其上的负载设备(如成像设备)提供稳定。所述增稳云台及其控制方法可快速的调整所述负载设备的姿态且电量消耗低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术关于一种增稳云台及其控制方法和应用上述增稳云台的无人飞行器，所述增稳云台用于为搭载于其上的负载设备(如成像设备)提供稳定。所述增稳云台及其控制方法可快速的调整所述负载设备的姿态且电量消耗低。【专利说明】增稳云台及其控制方法和携带所述增稳云台的无人飞行器
本专利技术属于飞行器领域，尤其涉及一种增稳云台及其控制方法和携带所述增稳云台的无人飞行器。
技术介绍
一种运载体(例如，飞机，汽车，船舶，机器人或人体)，应用于摄像、摄影和/或监视领域，通常用于搭载负载设备如成像设备(例如，视频摄像机和照相机)或类似装置。所述运载体自身存在高频振动和/或低频震动，引起所述负载设备的类似运动并影响所述负载设备的操作。当所述负载设备为成像设备时，所述运载体的运动有可能使成像设备获取质量较差的图像。为增强所述负载设备的稳定性，在所述运载体上安装有携带所述负载设备的增稳云台。所述增稳云台可通过检测所述负载设备的姿态变化并反向补偿检测到的姿态变化为所述负载设备增稳。相关技术中，所述反向补偿采用机械齿轮驱动。然而，所述机械齿轮传动通常具有滞后性。这样，所述机械齿轮传动不适用于提供快速的和动态的调整所述负载设备的姿态。例如，用于抵消所述负载设备的运载体的各种姿态改变。特别是，当所述负载设备为成像设备时，由于所述机械齿轮驱动自身的延迟性，所述成像设备很难提供高质量的图像。
技术实现思路
目前，对稳定的和快速响应的姿态调整的增稳云台及其控制方法存在相当大的需求。本专利技术满足了这些需求且提供了上述优点。本专利技术的目的在于提供一种稳定的和快速响应的增稳云台。本专利技术是这样实现的:本专利技术提供了一种用于增稳的增稳云台及其控制方法。本专利技术一方面提供了一种增稳云台，其包括一框架组件、一控制组件和一电机组件。其中，所述框架组件用于搭载负载设备；所述控制组件包括测量部件和控制器，所述测量部件用于获取关于所述负载设备的俯仰轴、横滚轴和航向轴中至少一个轴的状态信息，所述横滚轴与所述负载设备相交；所述控制器用于根据部分所述状态信息计算姿态信息，并根据所述姿态信息输出一个或多个电机信号；所述电机组件用于根据所述一个或多个电机信号直接驱动所述框架组件，从而使所述负载设备绕俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个轴转动。所述负载设备用于获取图像。所述测量部件包括一个或多个惯性传感器。所述状态信息包括至少一个所述负载设备的角速度。所述框架组件包括第一框架构件、第二框架构件和第三框架构件。其中，所述第一框架构件与所述负载设备连接；所述第二框架构件在所述负载设备的所述俯仰轴上与所述第一框架构件转动连接；所述第三框架构件在所述负载设备的所述横滚轴上与所述第二框架构件转动连接。所述电机组件包括第一电机和第二电机。其中，所述第一电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第一框架构件绕所述俯仰轴转动；所述第二电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第二框架构件绕所述横滚轴转动。在一些实施例中，所述框架组件还包括第四框架构件，所述第四框架构件在所述负载设备的所述航向轴上与所述第三框架构件转动连接；所述电机组件还包括第三电机，所述第三电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第三框架构件绕所述航向轴转动。在一些实施中，所述负载设备和所述第一框架构件的重心位于所述俯仰轴上。所述负载设备、所述第一框架构件和所述第二框架构件的重心位于所述横滚轴上。所述负载设备、所述第一框架构件、所述第二框架构件和所述第三框架构件的重心位于所述航向轴上。根据本专利技术另一方面提供的增稳云台，其包括用于搭载一成像设备的框架组件、控制组件和电机组件。其中，所述框架组件包括与所述成像设备连接的第一框架构件、在所述成像设备的俯仰轴上与所述第一框架构件转动连接的第二框架构件和在所述成像设备的横滚轴上与所述第二框架构件转动连接的第三框架构件；所述控制组件包括一测量部件和一控制器，其中，所述测量部件用于获取关于所述成像设备的所述俯仰轴、所述横滚轴和航向轴中至少一个轴的状态信息；所述控制器用于根据部分所述状态信息计算姿态信息，并根据所述姿态信息输出一个或多个电机信号；所述电机组件用于根据一个或多个所述电机信号直接驱动所述框架组件，从而使所述成像设备绕所述俯仰轴、所述横滚轴和所述航向轴中的至少一个轴转动。在一些实施例中，所述横滚轴与所述成像设备相交。所述电机组件包括第一电机和第二电机。其中,所述第一电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第一框架构件绕所述俯仰轴转动；所述第二电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第二框架构件绕所述横滚轴转动。所述框架组件还包括第四框架构件，所述第四框架构件在所述负载设备的航向轴上与所述第三框架构件转动连接；所述电机组件还包括第三电机，所述第三电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第三框架构件绕所述航向轴转动。在一些实施例中，所述第一电机的定子固定在所述第一框架构件上；所述第一电机的转子固定在所述第二框架构件上；或者所述第一电机的转子固定在所述第一框架构件上；所述第一电机的定子固定在所述第二框架构件上。在一些实施例中，所述第二电机的定子固定在所述第二框架构件上；所述第二电机的转子固定在所述第三框架构件上；或者所述第二电机的转子固定在所述第二框架构件上；所述第二电机的定子固定在所述第三框架构件上。本专利技术还提供了一种增稳云台，其包括一框架组件、一控制组件和一电机组件。所述框架组件用于搭载一成像设备；所述控制组件包括一惯性测量部件和一控制器；所述惯性测量部件用于获取至少包括所述成像设备的角速度和线性加速度的状态信息；所述控制器用于根据部分所述状态信息计算姿态信息，并根据所述姿态信息输出一个或多个电机信号；所述电机组件用于根据一个或多个所述电机信号直接驱动所述框架组件，从而使所述成像设备绕俯仰轴、横滚轴和航向轴中的至少一个轴转动。在一些实施例中，所述框架组件包括第一框架构件、第二框架构件和第三框架构件。所述第一框架构件与所述成像设备连接；所述第二框架构件在所述成像设备的所述俯仰轴上与所述第一框架构件转动连接；所述第三框架构件在所述成像设备的所述横滚轴上与所述第二框架构件转动连接，所述横滚轴与所述成像设备相交。所述电机组件包括第一电机和第二电机。所述第一电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第一框架构件绕所述俯仰轴转动。所述第二电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第二框架构件绕所述横滚轴转动。在一些实施例中，所述框架组件还包括第四框架构件，所述第四框架构件在所述成像设备的所述航向轴上与所述第三框架构件转动连接。所述电机组件还包括第三电机，所述第三电机用于根据所述一个或多个所述电机信号中的至少一个电机信号直接驱动所述第三框架构件绕所述航向轴转动。所述框架组件还包括用于调节所述框架组件的所述俯仰轴、所述横滚轴或所述航向轴中至少一个轴的调节构件。在一些实施例中，所述增稳云台还包括连接所述第二框架构件的末端和所述第三框架构件的末端的连接组件，在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增稳云台，其特征在于，所述增稳云台包括：框架组件，用于搭载负载设备；控制组件，其包括：测量部件，用于获取关于所述负载设备的俯仰轴、横滚轴和航向轴中至少一个轴的状态信息，所述横滚轴与所述负载设备相交；控制器，用于根据部分所述状态信息计算姿态信息，并根据所述姿态信息输出一个或多个电机信号；以及电机组件，用于根据所述一个或多个电机信号直接驱动所述框架组件，从而使所述负载设备绕俯仰轴、横滚轴或航向轴中的至少一个轴转动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪滔，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44