一种云台的控制方法及其控制电路以及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种云台的控制方法及其控制电路以及相关装置，云台的控制方法包括：先获取到云台的运动状态，通过判断云台的运动状态是否为静止状态来采用不同方式检测云台是否失步；当云台的运动状态不是静止状态时，通过云台的电机的合成电流来判断云台是否失步；当云台的运动状态是静止状态时，则通过电机的单相电流来判断云台是否失步；若判断出云台失步，则进行云台的失步校正。通过上述方式，本发明专利技术根据云台不同的运动状态，分别通过云台电机的合成电流和单相电流来判断云台的失步情况，使得检测过程具有一定程度的针对性，检测方法简单有效，提高了云台失步检测的实时性和准确性。

Control method, control circuit and related devices of a pan tilt

【技术实现步骤摘要】
一种云台的控制方法及其控制电路以及相关装置
本专利技术涉及电子
，特别是涉及一种云台的控制方法及其控制电路以及相关装置。
技术介绍
随着科学技术的发展，各种各样的云台摄像机不断出现在人们的视野。目前大多数的云台摄像机是通过电机和传动链来带动云台上的摄像机进行转动工作的。其中，由于步进电机具有控制相对简单、成本低以及无需位置传感器就能换算出运动角度等优点而在云台摄像机中被大量使用。步进电机是将电脉冲信号转换成角位移或者线位移的开环控制元部件。而采用开环式的步进电机的云台在受到外界力冲击(比如抖动或震动)、负载过大(如大风或人为施加外力等)以及高速力矩衰减等情况时容易造成云台失步(丢失脉冲信号)，而最终导致云台位置与实际位置不一致，造成云台上的摄像机画面偏离原有监控目标区域的问题出现。目前，针对上述问题，行业内采取的做法有一：通过在云台上电机末端或者云台末端增加位置编码器构成半闭环或者全闭环反馈，以通过位置传感器检测实际位置和参考位置是否发生位置差来判断云台是否失步；二：通过检测并统计电流的方差值的方式来判断云台是否失步。但上述两种方式，其一需要外加位置编码器进行失步检测，该方式的成本较高，且位置编码器的精度越高其价格越贵。其二在保证方差统计值的准确可靠性的同时，需要持续统计一段时间内的电流数据，这导致采集及处理的数据量较大，判断失步的耗时相对较长。
技术实现思路
本专利技术提供了一种云台的控制方法及其控制电路以及相关装置，以解决现有技术中存在的云台失步检测成本高和耗时长的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种云台的控制方法，包括：获取云台的运动状态，并判断运动状态是否是静止状态；如果运动状态不是静止状态，则通过云台的电机的合成电流判断云台是否失步，如果运动状态是静止状态，则通过电机的单相电流判断云台是否失步；若云台失步，则进行失步校正。其中，通过云台的电机的合成电流判断云台是否失步的步骤包括：获取云台的第一数据，并基于第一数据计算得到电机的第一理论合成电流；通过模拟数字转换器获取电机运动状态下实时的各单相电流；将各单相电流的平方值求和，得到电机运动状态下实时的合成电流的平方值；通过将合成电流的平方值与第一理论合成电流的平方值之间的差值与第一预设阈值进行对比，判断云台是否失步。其中，获取云台的第一数据，并基于第一数据计算得到电机的第一理论合成电流的步骤包括：获取第一数据，并基于第一数据计算得到电机的相电流正弦波角频率与阻抗；获取电机的驱动电压，并基于电机的驱动模型获取电机的第二数据；其中，第二数据包括：电机的负载角、相位滞后角、反电动势常数以及与阻抗相关的角度；利用驱动电压、相电流正弦波角频率、第二数据以及阻抗计算得到第一理论合成电流。其中，获取第一数据，并基于第一数据计算得到电机的相电流正弦波角频率与阻抗的步骤具体包括：获取云台传动比、电机齿距角、电机阻值、单电机相电感以及云台运动速度；利用云台传动比、电机齿距角以及云台运动速度计算得到电机的相电流正弦波角频率；利用相电流正弦波角频率、电机阻值以及单电机相电感计算得到阻抗。其中，通过云台的电机的单相电流判断云台是否失步的步骤包括：通过模拟数字转换器获取电机静止状态下实时的各单相电流；通过各单相电流的平方值计算得出第二理论合成电流；获取电机的第三数据，利用第三数据以及第二理论合成电流计算得到静止状态下各理论单相电流；将任意一单相电流与对应的理论单相电流之间的差值与第二预设阈值进行对比，判断云台是否失步。其中，获取电机的第三数据，利用第三数据计算得到静止状态下各理论单相电流的步骤包括：获取电机的当前的微步数与最大细分值；利用当前微步数、最大细分值以及第二理论合成电流计算得到静止状态下各理论单相电流。其中，进行失步校正的步骤包括：使云台处于静止状态；利用云台的光耦自检函数获取正确光耦位置以进行失步位置校正。其中，利用云台的光耦自检函数获取正确光耦位置以进行失步位置校正的步骤包括：利用云台的光耦自检函数进行失步位置校正的同时，接收并缓存用户指令；当失步位置校正结束后缓存的用户指令为空时，控制云台回到静止状态的位置上；当失步位置校正结束后，缓存的用户指令不为空时，根据缓存的用户指令中最近接收的用户指令控制云台运动。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种云台的控制电路，云台的控制电路包括：处理器和存储器，存储器中存储电机的合成电流和单相电流，处理器用于执行如上述技术方案中任一项的云台的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有程序数据，程序数据能够被执行以实现如上述技术方案中任一项的云台的控制方法。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术通过先获取云台的运动状态，再根据云台不同的运动状态，分别通过电机的合成电流以及电机的单相电流来判断云台的失步情况，检测方法具有一定程度上的针对性，使得检测过程简单有效。本专利技术提高了失步检测的准确性和实时性。附图说明图1是本专利技术提供的云台的控制方法一实施例的流程示意图；图2是本专利技术提供的云台的控制方法另一实施例的流程示意图；图3是图2实施例中的电机驱动模型的结构示意图；图4是本专利技术提供的云台的控制方法又一实施例的流程示意图；图5是本专利技术提供的云台的控制电路一实施例的结构示意图；图6是本专利技术提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1是本专利技术提供的云台的控制方法一实施例的流程示意图。S11：获取云台的运动状态，并判断运动状态是否是静止状态。通过获取云台当前的速度与位置，进一步获取到云台当前的运动状态，并判断云台当前的运动状态是否是静止状态。由于云台处于静止状态或运动状态时，云台电机的反电动势和电流波形等参数存在一定程度上的差异。因此，在本实施例中，将根据云台不同的运动状态分别采用不同的方法来判断云台是否失步。S12：如果运动状态不是静止状态，则通过云台的电机的合成电流判断云台是否失步，如果运动状态是静止状态，则通过电机的单相电流判断云台是否失步。当判断出云台的运动状态不是静止状态时，也就是，云台的运动速度不为零，且位置也发生变化时。通过将云台电机当前各单相电流之间的合成电流的平方值与电机理论合成电流(理论合成电流是指云台在当前速度下正常运动时对应的理论最大电流值)的平方值进行对比，当当前合成电流的平方值与理论合成电流的平方值之间的差值超出第一预设阈值时，云台处于失步状态；当当前合成电流的平方值与理论合成电流的平方值之间的差值没有超出第一预设阈值时，云台处于正常状态。其中，第一预设阈值可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云台的控制方法，其特征在于，所述云台的控制方法包括：/n获取所述云台的运动状态，并判断所述运动状态是否是静止状态；/n如果所述运动状态不是静止状态，则通过所述云台的电机的合成电流判断所述云台是否失步，如果所述运动状态是静止状态，则通过所述电机的单相电流判断所述云台是否失步；/n若所述云台失步，则进行失步校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种云台的控制方法，其特征在于，所述云台的控制方法包括：
获取所述云台的运动状态，并判断所述运动状态是否是静止状态；
如果所述运动状态不是静止状态，则通过所述云台的电机的合成电流判断所述云台是否失步，如果所述运动状态是静止状态，则通过所述电机的单相电流判断所述云台是否失步；
若所述云台失步，则进行失步校正。


2.根据权利要求1所述的云台的控制方法，其特征在于，所述通过所述云台的电机的合成电流判断所述云台是否失步的步骤包括：
获取所述云台的第一数据，并基于所述第一数据计算得到所述电机的第一理论合成电流；
通过模拟数字转换器获取所述电机运动状态下实时的各单相电流；
将各所述单相电流的平方值求和，得到所述电机运动状态下实时的合成电流的平方值；
通过将所述合成电流的平方值与所述第一理论合成电流的平方值之间的差值与第一预设阈值进行对比，判断所述云台是否失步。


3.根据权利要求2所述的云台的控制方法，其特征在于，所述获取所述云台的第一数据，并基于所述第一数据计算得到所述电机的第一理论合成电流的步骤包括：
获取所述第一数据，并基于所述第一数据计算得到所述电机的相电流正弦波角频率与阻抗；
获取所述电机的驱动电压，并基于所述电机的驱动模型获取所述电机的第二数据；其中，所述第二数据包括：所述电机的负载角、相位滞后角、反电动势常数以及与所述阻抗相关的角度；
利用所述驱动电压、所述相电流正弦波角频率、所述第二数据以及所述阻抗计算得到所述第一理论合成电流。


4.根据权利要求3所述的云台的控制方法，其特征在于，所述获取所述第一数据，并基于所述第一数据计算得到所述电机的相电流正弦波角频率与阻抗的步骤具体包括：
获取云台传动比、电机齿距角、电机阻值、单电机相电感以及云台运动速度；
利用所述云台传动比、所述电机齿距角以及所述云台运动速度计算得到所述电机的相电流正弦波角频率；
利用所述相电流正弦波角频率、所述电机阻值以及所述单电机相电感计算得到所述阻抗。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨增启，陈明珠，施小灵，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33