云台的控制方法与装置、云台系统和无人机制造方法及图纸

一种云台(10)的控制方法、云台(10)的控制装置(20)、云台系统(100)和无人机(1000)。云台(10)的控制方法应用于云台系统(100)。云台(10)包括转轴框架(12)。控制方法包括：获取转轴框架(12)的当前姿态；获取云台(10)的当前工作模式；比较当前姿态与阈值姿态，获取当前姿态与阈值姿态的比较结果；根据比较结果控制云台(10)转动。

The control method and device of PTZ, PTZ system and UAV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】云台的控制方法与装置、云台系统和无人机
本专利技术涉及电子技术，特别涉及一种云台的控制方法、云台的控制装置、云台系统和无人机。
技术介绍
在云台
，以手持云台为例，通常有增稳模式和跟随模式两种使用模式。在增稳模式下，当用户控制云台时，处于增稳模式下的云台可能因运动的角度过大从而撞击机械限位导致云台抖动，而在跟随模式下，由于用户走路、手臂抖动等动作，也会导致云台抖动，云台的抖动会影响相机、摄像机、传感器、补光灯等搭载在云台上的负载的工作效果，例如：若云台上搭载有相机，则会因为云台的抖动导致成像画面模糊；若云台上搭载有摄像机，则会因为云台的抖动导致摄像画面抖动；若云台上搭载有传感器，则会因为云台的抖动导致传感器获取信息产生误差；若云台上搭载有补光灯时，则会因为云台的抖动导致补光灯的补光视野偏离待补光物体。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种云台的控制方法、云台的控制装置、云台系统和无人机，可根据转轴框架的当前姿态和云台的当前工作模式控制云台转动。本专利技术实施方式的云台的控制方法应用于云台系统，所述云台包括转轴框架。云台的控制方法包括：获取所述转轴框架的当前姿态；获取所述云台的当前工作模式；比较所述当前姿态与阈值姿态，获取所述当前姿态与所述阈值姿态的比较结果；和根据所述比较结果控制所述云台转动，其中，所述云台的当前工作模式包括增稳模式和跟随模式，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式、根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述跟随模式、及根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台在所述增稳模式与所述跟随模式之间切换中的至少一种。本专利技术实施方式的云台的控制装置应用于云台系统，所述云台包括转轴框架，所述控制装置包括处理器。所述处理器用于获取所述转轴框架的当前姿态、获取所述云台的当前工作模式、比较所述当前姿态与阈值姿态，获取所述当前姿态与所述阈值姿态的比较结果、及根据所述比较结果控制所述云台转动，其中，所述云台的当前工作模式包括增稳模式和跟随模式，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式、根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述跟随模式、及根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台在所述增稳模式与所述跟随模式之间切换中的至少一种。本专利技术实施方式的云台系统包括云台和上述实施方式的控制装置。所述控制装置设置在所述云台上。本专利技术实施方式的无人机包括机身和上述实施方式的云台系统。所述云台系统设置在所述机身上。本专利技术实施方式的云台的控制方法根据转轴框架的当前姿态和阈值姿态的比较结果控制云台转动，不仅可以在增稳模式时云台即将撞击限位时切换增稳模式为跟随模式以防止云台的转轴框架撞击机械限位影响负载的工作效果，而且在跟随模式下，用户想要切换增稳模式时自动切换为增稳模式，保证了云台上搭载的负载的工作效果。例如，云台上搭载的相机不会出现画面抖动；或者，云台上搭载的传感器不会产生误差；或者，云台上搭载的补光灯的补光视野不会偏移待补光物体。本专利技术的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实施方式的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术某些实施方式的无人机的立体结构示意图；图2是本专利技术某些实施方式的云台系统的立体结构示意图；图3至图7是本专利技术某些实施方式的云台的控制方法的流程示意图；图8是本专利技术某些实施方式的云台系统和计算机可读存储介质的连接示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1，本专利技术实施方式提供了一种无人机1000，该无人机1000包括云台系统100和机身200。云台系统100安装在机身200上。请参阅图1和图2，云台系统100包括云台10、云台10的控制装置20和负载30。控制装置20安装在云台10上。云台10包括基座11、转轴框架12、电机组件13、惯性测量单元14、负载支架15和关节角组件16。转轴框架12安装在基座11上并用于搭载负载30。云台10可以为手持云台或设置在无人机1000上的云台10。为减小篇幅，以下均以云台10为手持云台为例进行说明，云台10为设置在无人机1000上的云台10时原理类似，在此不再赘述。如图2所示，云台10为三轴手持云台。在其他实施方式中，云台10也可以为两轴手持云台或单轴手持云台等。具体地，转轴框架12包括偏航轴框架122、横滚轴框架124和俯仰轴框架126，电机组件13包括偏航轴电机132、横滚轴电机134和俯仰轴电机136。其中，偏航轴框架122安装在基座11上，横滚轴框架124安装在偏航轴框架122上，俯仰轴框架126安装在横滚轴框架124上。偏航轴电机132安装在基座11上并用于控制偏航轴框架122转动，横滚轴电机134安装在偏航轴框架122上并用于带动横滚轴框架124转动，俯仰轴电机136安装在横滚轴框架12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云台的控制方法，应用于云台系统，其特征在于，所述云台包括转轴框架，所述控制方法包括：/n获取所述转轴框架的当前姿态；/n获取所述云台的当前工作模式；/n比较所述当前姿态与阈值姿态，获取所述当前姿态与所述阈值姿态的比较结果；和/n根据所述比较结果控制所述云台转动，其中，/n所述云台的当前工作模式包括增稳模式和跟随模式，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式、根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述跟随模式、及根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台在所述增稳模式与所述跟随模式之间切换中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种云台的控制方法，应用于云台系统，其特征在于，所述云台包括转轴框架，所述控制方法包括：
获取所述转轴框架的当前姿态；
获取所述云台的当前工作模式；
比较所述当前姿态与阈值姿态，获取所述当前姿态与所述阈值姿态的比较结果；和
根据所述比较结果控制所述云台转动，其中，
所述云台的当前工作模式包括增稳模式和跟随模式，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式、根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台保持所述跟随模式、及根据所述比较结果控制所述云台转动以使所述云台在所述增稳模式与所述跟随模式之间切换中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为增稳模式时，所述阈值姿态为预设姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预设姿态；和
若所述当前姿态小于或等于所述预设姿态，控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式。


3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为增稳模式时，所述阈值姿态为预设姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预设姿态；和
若所述当前姿态大于或等于所述预设姿态，控制所述云台转动以使所述云台切换所述增稳模式为所述跟随模式。


4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为增稳模式时，所述阈值姿态为预设姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预设姿态；
若所述当前姿态大于或等于所述预设姿态，计算所述当前姿态大于或等于所述预设姿态的持续时间；和
在所述持续时间大于或等于预设时间时，控制所述云台转动以使所述云台切换所述增稳模式为所述跟随模式。


5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，所述云台系统包括有负载，所述转轴框架用于搭载所述负载，其中，所述控制所述云台转动以使所述云台切换所述增稳模式为所述跟随模式包括：
获取所述负载的实际姿态与所述当前姿态之间的差值；和
控制所述云台转动以使所述负载保持所述差值跟随所述转轴框架转动。


6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为跟随模式时，所述阈值姿态为预定姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预定姿态；和
若所述当前姿态大于或等于所述预定姿态，则控制所述云台转动以使所述云台保持所述跟随模式。


7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为跟随模式时，所述阈值姿态为预定姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预定姿态；和
若所述当前姿态小于或等于所述预定姿态，则控制所述云台转动以使所述云台切换所述跟随模式为所述增稳模式。


8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当前工作模式为跟随模式时，所述阈值姿态为预定姿态，所述根据所述比较结果控制所述云台转动包括：
比较所述当前姿态与预定姿态；
若所述当前姿态小于或等于所述预定姿态，则计算所述当前姿态小于或等于所述预定姿态的持续时间；和
在所述持续时间大于或等于预定时间时，控制所述云台转动以使所述云台切换所述跟随模式为所述增稳模式。


9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，所述云台系统包括有负载，所述转轴框架用于搭载所述负载，其中，所述控制所述云台转动以使所述云台切换所述跟随模式为所述增稳模式包括：
控制所述云台转动以使所述负载达到并保持在增稳姿态。


10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述云台转动以使所述负载达到并保持在增稳姿态包括：
获取所述负载的实际姿态和所述增稳姿态；
根据所述实际姿态和所述增稳姿态之间的差值计算转动速度；及
控制所述云台按照所述转动速度转动以使所述负载达到并保持在所述增稳姿态。


11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述增稳姿态为所述负载始终保持水平时的姿态、当前的实际姿态、或所述跟随模式前的所述增稳模式下的姿态。


12.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述云台系统包括有负载，所述转轴框架用于搭载所述负载，其中，所述增稳模式包括所述负载与预定参照方向的相对角度保持不变，所述跟随模式包括所述负载与所述转轴框架的相对角度保持不变。


13.根据权利要求1或所述的控制方法，其特征在于，所述云台系统包括有负载，所述云台还包括有基座和电机组件，所述转轴框架安装在所述基座上并用于搭载所述负载，所述电机组件用于控制所述云台转动，所述转轴框架包括偏航轴框架、横滚轴框架、俯仰轴框架中的至少一个，所述电机组件包括偏航轴电机、横滚轴电机、俯仰轴电机中的至少一个。


14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述转轴框架包括偏航轴框架、横滚轴框架、俯仰轴框架，所述电机组件包括偏航轴电机、横滚轴电机、俯仰轴电机，其中，所述当前姿态包括所述基座的当前偏航姿态、所述偏航轴框架的当前横滚姿态、及所述横滚轴框架的当前俯仰姿态，预设姿态包括预设俯仰姿态、预设横滚姿态、预设偏航姿态，在所述当前工作模式为增稳模式时，
若所述基座的当前偏航姿态大于所述预设偏航姿态，则控制所述云台的偏航轴电机转动以使所述负载的偏航姿态跟随所述基座的所述当前偏航姿态；和/或
若所述基座的当前偏航姿态小于所述预设偏航姿态，则控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式；和或
若所述偏航轴框架的当前横滚姿态大于所述预设横滚姿态，则控制所述云台的横滚轴电机转动以使所述负载的横滚姿态跟随所述偏航轴框架的所述当前横滚姿态；和/或
若所述偏航轴框架的当前横滚姿态小于所述预设横滚姿态，则控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式；和/或
若所述横滚轴框架的当前俯仰姿态大于所述预设俯仰姿态，则控制所述云台的俯仰轴电机转动以使所述负载的俯仰姿态跟随所述横滚轴框架的所述当前俯仰姿态；和/或
若所述横滚轴框架的当前俯仰姿态小于所述预设俯仰姿态，则控制所述云台转动以使所述云台保持所述增稳模式。


15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述转轴框架包括偏航轴、横滚轴框架、俯仰轴框架，所述电机组件包括偏航轴电机、横滚轴电机、俯仰轴电机，其中，所述当前姿态包括所述基座的当前偏航姿态、所述偏航轴框架的当前横滚姿态、及所述横滚轴框架的当前俯仰姿态，预定姿态包括预定俯仰姿态、预定横滚姿态、预定偏航姿态，在所述当前工作模式为跟随模式时，
若所述基座的当前偏航姿态小于所述预定偏航姿态，则控制所述云台按照第一转动速度转动以使所述负载达到并保持在增稳姿态；和/或
若所述基座的当前偏航姿态大于所述预定偏航姿态，则控制所述云台转动以使所述负载的偏航姿态跟随所述基座的所述当前偏航姿态；和/或
若所述偏航轴框架的当前横滚姿态小于所述预定横滚姿态，则控制所述云台按照第二转动速度转动以使所述负载达到并保持在增稳姿态；和/或
若所述偏航轴框架的当前横滚姿态大于所述预定横滚姿态，则控制所述云台转动以使所述负载的横滚姿态跟随所述偏航轴框架的所述当前横滚姿态；和/或
若所述横滚轴框架的当前俯仰姿态小于所述预定俯仰姿态，则控制所述云台按照第三转动速度转动以使所述负载达到并保持在增稳姿态；和/或
若所述横滚轴框架的当前俯仰姿态大于所述预定俯仰姿态，则控制所述云台转动以使所述负载的俯仰姿态跟随所述横滚轴框架的所述当前俯仰姿态。


16.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述云台包括用于获取所述转轴框架的当前姿态的惯性测量传感器。


17.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述云台还包括显示装置，所述根据所述当前姿态及所述当前工作模式控制所述云台转动以使所述云台在所述增稳模式与所述跟随模式之间切换后，生成提示信息，并显示在所述显示装置上。


18.一种云台的控制装置，应用于云台系统，其特征在于，所述云台包括转轴框架，所述控制装置包括处理器，所述处理器用于：
获...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，王映知，王振动，
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