机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质技术

一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质，该方法包括：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。应用该方法，可以提高获取云台中电机的机械角度的效率，以及准确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质
本申请涉及云台
，尤其涉及一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质。
技术介绍
云台是指光学设备底部和固定支架连接的转向轴，其用来为光学设备，例如摄像机提供支撑和稳定作用，云台是通过检测各个轴上电机的机械角度来控制电机进行动作的，因此，准确测量出电机的机械角度尤为重要。目前，对于小型的云台，提出两种方案以测量电机的机械角度，其中，方案一，通过在云台上增设霍尔传感器，以测量出电机的电角度，再基于机械角度和电角度之间的对应关系，计算得出电机的机械角度。然而对于具有两个以上极对的电机而言，电角度与机械角度并不是一一对应的，从而在每一次对云台上电后，需首先采用“撞限位”方法得到电角度与机械角度的一一对应关系，具体的“撞限位”方法是指，在云台上电后，首先控制云台中电机转向其中一个限位，当电机撞到该限位时，将此时的机械角度设为0°，并记录下此时通过霍尔传感器计算得出的电角度，之后，控制电机转向另一个限位，在电机转向另一个限位的过程中，以设定频率采集霍尔传感器测得的电角度变化量，进而计算得出机械角度变化量，也就可以得到机械角度，继而记录电角度和机械角度的一一对应关系，直至电机撞到另一个限位，后续，通过霍尔传感器测量得到电机的电角度，再进一步基于电角度与机械角度的一一对应关系即可计算得出机械角度。方案二，在电机转轴上安装霍尔磁铁，将磁编码传感器放置在霍尔磁铁正下方(以下简称对轴放置)，或者将磁编码传感器放置在霍尔磁铁旁边(以下简称轴侧放置)，那么，在电机转动过程中，霍尔磁铁也随之转动，霍尔磁铁所产生的磁场会在磁编码传感器上任一测量位置产生一个交变正弦波的磁场强度变化，该变化在0～360°这一周期中与磁场强度呈对应关系，从而磁编码芯片可根据感应到的磁场强度识别出霍尔磁铁在某一时刻的绝对位置，位置信息经编码后输出，从而实现测得电机的机械角度。由上述描述可知，在上述方案一中，由于每次对云台上电后，都要执行上述“撞限位”方法，因此，采用方案一测量电机机械角度的过程较为繁杂，并且，随着云台撞击限位的次数增多，云台的结构稳定性也将受到影响。在上述方案二中，若将磁编码传感器与霍尔磁铁进行对轴放置，虽然计算得到的机械角度准确性较高，但是对轴放置将增大整个云台的长度，在长度受限的空间中，该对轴放置的方式并不适用；若将磁编码传感器与霍尔磁铁进行轴侧放置，那么，计算得到的机械角度与真实的机械角度之间偏差则较大，为了提高计算得到的机械角度的准确性，还需采用其他工装对磁编码传感器进行非线性校准，因此，测量电机机械角度的过程也较为繁杂。
技术实现思路
有鉴于此，本申请公开了一种机械角度检测方法、云台及机器可读存储介质。第一方面，提供一种机械角度检测方法，应用于云台，所述方法包括：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。第二方面，提供一种云台，所述云台包括电机、云台轴，所述云台上还包括磁编码传感器、霍尔传感器，以及处理器；其中，所述磁编码传感器，用于测量得到磁编码值；所述霍尔传感器，用于测量得到电角度；所述处理器，用于根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。第三方面，提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被执行时进行如下处理：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。由上述实施例可见，本专利技术通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，在云台正常工作过程中，可以根据霍尔传感器测量到的电角度与磁编码传感器辅助霍尔传感器所测量到的初始机械角度，确定出电机的机械角度，从而可以避免在云台一上电时，即采用“撞限位”方法确定云台中电机的电角度与机械角度之间的对应关系，因此，相对于现有技术而言，可以提高机械角度的计算效率，并且不会对云台结构的稳定性造成影响。附图说明图1为本专利技术云台的结构示意图；图2为本专利技术机械角度检测方法的一个实施例流程图；图3为电角度与机械角度之间关系的示意图；图4为本专利技术机械角度检测方法的另一个实施例流程图；图5为本专利技术机械角度测量方法的再一个实施例流程图；图6为本专利技术机械角度测量方法的又一个实施例流程图；图7为本专利技术机械角度测量方法的又一个实施例流程图；图8为云台的一个实施例框图。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，所描述的实施例仅仅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。目前，对于小型的云台，可以在云台上装设霍尔传感器，以测量出云台中电机的电角度，再进一步根据在云台每次上电时，采用“撞限位”方法得到的电角度与机械角度之间的一一对应关系，计算得出电机的机械角度；或者，在云台上装设磁编码传感器，以通过该磁编码传感器直接测量出云台中电机的机械角度。然而，若采用霍尔传感器测量电机的机械角度，由于每次对云台上电后，都要执行上述“撞限位”方法，因此，采用霍尔传感器测量电机机械角度的过程较为繁杂，并且，随着云台撞击限位的次数增多，云台的结构稳定性也将受到影响；若采用对轴放置的方式在云台中增设磁编码传感器，将增大整个云台的长度，因此该种方式对于小型云台而言并不适用；若采用轴侧放置的方式在云台中增设磁编码传感器，将对磁编码传感器的精度要求较高，而高精度的磁编码传感器又非常昂贵，同时，低精度的磁编码传感器又无法满足云台对于机械角度精度的需求，那么为了提高低精度的磁编码传感器测量出的机械角度的准确性，还需要采用其他工装对磁编码传感器进行非线性校准，因此，采用该种方式测量电机机械角度也有诸多限制。基于此，在本专利技术实施例中，提出在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，其中，考虑到成本问题该磁编码传感器可以为低精度的磁编码传感器，为了减小云台的大小采用轴侧放置的方式，如图1所示，为本专利技术云台的结构示意图。在本专利技术实施例中，通过在云台上同时设置霍尔传感器与磁编码传感器，可以实现：当霍尔传感器正常工作时，由磁编码传感器辅助霍尔传感器测得云台中电机的机械角度，以根据电机的机械角度控制云台中的云台轴进行动作，通过该种处理，可以避免由霍尔传感器单独测得云台中电机的机械角度时，需要在每一次上电后，都执行“撞限位”过程，而导致机械角度的测量过程较为繁杂，同时影响云台的结构稳定性的问题；与此同时，还可以实现在霍尔传感器正常工作时，根据霍尔传感器测得的机械角度对磁编码传感器进行标定，从而在霍尔传感器故障后，可以由磁编码传感器单独测得云台中电机的机械角度，通过该种处理，可以实现磁编码传感器的冗余作用，提高云台的稳定性。如下，列出下述实施例对本专利技术提供的机械角度检测方法进行说明：实施例一：请参见图2，为本专利技术机械角度检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械角度检测方法，应用于云台，其特征在于，所述方法包括：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机械角度检测方法，应用于云台，其特征在于，所述方法包括：获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值；获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，包括：确定所述磁编码值所属的电角度周期，根据所述电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述磁编码值所属的电角度周期，包括：确定所述磁编码值所属的磁编码值范围；根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系通过如下方式设置：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，同时获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的第三磁编码值；当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围所属的电角度周期。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设定状态包括：首次上电状态。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，包括：控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，包括：按照采样的先后顺序，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，包括：确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在控制所述电机旋转至第一限位处之前，所述方法还包括：根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值所属的磁编码值范围，包括：若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；再次获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的磁编码值，包括：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；所述获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度，包括：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，包括：根据所述初始磁编码值与所述初始电角度确定所述云台中电机的初始机械角度。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，包括：当所述云台处于工作状态时，以设定的第二采样频率获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的电角度；根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述电角度与所述初始机械角度确定所述云台中电机的当前机械角度，包括：确定当前获取到的电角度与所述初始电角度之间的电角度变化量；根据所述电角度变化量与所述云台中电机的对极数确定机械角度变化量；根据所述云台中电机的初始机械角度与所述机械角度变化量确定所述云台中电机的当前机械角度。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述霍尔传感器故障后，获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的当前机械角度。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系通过如下方式设置：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处；控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，获取所述霍尔传感器测量到的机械角度；获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值；确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述获取所述霍尔传感器测量到的机械角度，包括：以设定的第三采样频率获取所述霍尔传感器测量到的机械角度。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值，包括：以所述第三采样频率获取所述磁编码传感器测量到的磁编码值。20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁编码值与所述机械角度之间的关联关系，包括：建立同一采样时刻获取到的磁编码值与机械角度之间的对应关系。21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁编码值与预先设定的磁编码值与机械角度之间的关联关系确定所述云台中电机的机械角度，包括：按照每一所述对应关系中磁编码值从小到大的顺序对所述对应关系进行排序；根据所述磁编码值查找排序结果，找到所述磁编码值位于第五磁编码值和第六磁编码值之间；获取与所述第五磁编码值对应的第五机械角度，以及获取所述第六磁编码值对应的第六机械角度；根据所述第五机械角度与所述第六机械角度之间的线性关系进行线性插值，得到所述云台中电机的当前机械角度。22.一种云台，所述云台包括电机、云台轴，其特征在于，所述云台上还包括磁编码传感器、霍尔传感器，以及处理器；其中，所述磁编码传感器，用于测量得到磁编码值；所述霍尔传感器，用于测量得到电角度；所述处理器，用于根据所述磁编码值与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度，以根据所述机械角度控制所述云台的云台轴进行转动。23.根据权利要求22所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：确定所述磁编码值所属的电角度周期，根据所述电角度周期与所述电角度确定所述云台中电机的机械角度。24.根据权利要求23所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：确定所述磁编码值所属的磁编码值范围；根据预先设定的磁编码值范围与电角度周期的对应关系，确定所述磁编码值所属的电角度周期。25.根据权利要求24所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：当所述云台处于设定状态时，控制所述电机旋转至第一限位处，并记录所述磁编码传感器当前测量到的第一磁编码值；控制所述电机从所述第一限位处开始向第二限位处旋转，在所述电机从所述第一限位处旋转至所述第二限位处的过程中，以设定的第一采样频率获取所述霍尔传感器测量到的多个电角度，并以所述第一采样频率获取所述磁编码传感器测量到的多个磁编码值；若当前获取到的电角度与获取到的前一个电角度之间的差值大于预设阈值，则记录与所述前一个电角度在同一时刻获取的多个第二磁编码值，并记录与所述当前获取到的电角度在同一时刻获取的多个第三磁编码值；当所述电机旋转至所述第二限位处时，记录所述磁编码传感器当前测量到的第四磁编码值；根据所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值确定有效磁编码值范围，并确定所述有效磁编码值范围对应的电角度周期。26.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述设定状态包括：首次上电状态。27.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：控制所述电机以设定角速度从所述第一限位处开始向第二限位处旋转。28.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：按照采样的先后顺序，对所述第一磁编码值、第二磁编码值、第三磁编码值，以及第四磁编码值进行排序；根据排序结果，将每相邻的两个磁编码值分为一组，得到多个分组；针对每一所述分组，若所述分组中的两个磁编码值之间存在其他采样获取到的磁编码值，则将所述分组对应的磁编码值范围确定为有效磁编码值范围。29.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：确定所述磁编码值所属的有效磁编码值范围。30.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述处理器还用于：根据设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值，计算所述设定数量的磁编码值的方差；若所述方差超过预设方差阈值，则控制所述电机旋转至设定位置，并返回执行所述获取设定数量的所述磁编码传感器测量到的磁编码值的步骤，直至获取到的所述设定数量的磁编码值的方差不超过所述方差阈值。31.根据权利要求25所述的云台，其特征在于，所述磁编码值为当所述云台处于初始状态时，获取的所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值。32.根据权利要求31所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：若确定所述磁编码值不属于任一所述有效磁编码值范围，则控制所述电机旋转设定角度；再次获取所述磁编码传感器测量到的初始磁编码值；若再次获取到的磁编码值仍不属于任一所述有效磁编值范围，则继续执行所述控制所述电机旋转设定角度的步骤，直至获取到的磁编码值属于其中一个有效磁编码值范围。33.根据权利要求32所述的云台，其特征在于，所述处理器用于：当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的磁编码传感器测量到的初始磁编码值；当所述云台处于初始状态时，获取所述云台上设有的霍尔传感器测量到的初始电角度。34.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长兴，
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