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Title:
CRADLE HEAD CONTROL METHOD AND CRADLE HEAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/191971
Kind Code:
A1
Abstract:
Embodiments of the present invention provide a cradle head control method and a cradle head. The control method comprises: obtaining movement information of a base of a cradle head; and determining the following speed of the cradle head according to the movement information of the base. In the embodiments of the present invention, the following speed of the cradle head can be adjusted according to the movement information of the base, so that the speed of the cradle head matches the movement of the base, in this way, the cradle head can closely follow operations of a user, so that the problem of the cradle head failing to follow the operations of the user in any tine can be effectively avoided, and the follow-up of the cradle head is more intelligent, thereby better adapting to the shooting needs of the user.

Inventors:
SU TIE (CN)
WANG YAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2017/081491
Publication Date:
October 25, 2018
Filing Date:
April 21, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SZ DJI OSMO TECHNOLOGY CO LTD (CN)
International Classes:
F16M11/12; G05D3/12; H04N5/232
Domestic Patent References:
WO2015165109A12015-11-05
Foreign References:
CN105223967A2016-01-06
CN105659020A2016-06-08
CN106249761A2016-12-21
CN106200692A2016-12-07
CN205610783U2016-09-28
US20030007795A12003-01-09
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING EASY JOY SOON IP AGENT LTD. (Floor 12 Tower A2, Changyuan Tiandi Building,Suzhou Street, Haidian District, Beijing 0, CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种云台的控制方法, 用于调节云台的跟随速度, 其特征在于, 确定云台的基座的运动信息;

根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于,

所述确定云台的基座的运动信息包括:

通过第一运动传感器确定基座的运动信息, 其中所述第一运动传感器 安装在云台的基座上或与所述基座固定连接的其他部件上。

[权利要求 3] 根据权利要求 1或 2所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括: 通过云台上的第二运动传感器确定云台的姿态; 确定所述基座的姿态;

所述根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度包括: 根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态以及所述基座的姿态确定 云台的跟随速度。

[权利要求 4] 根据权利要求 3所述的方法, 其特征在于,

所述根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确 定跟随速度包括:

确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态, 根据所述误 差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随速度。

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的方法, 其特征在于,

所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括:

云台的姿态与基座的姿态之间在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个 或多个方向上的误差姿态;

所述基座的运动信息包括:

基座在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的运动信息 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随速度包括: 根据在 yaw轴方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的误差姿 态和所述基座在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的 运动信息确定云台在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向 上的跟随速度。

[权利要求 6] 根据权利要求 3-5任一项所述的方法, 其特征在于,

所述根据所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确 定云台的跟随速度包括:

获取跟随速度调节系数;

根据跟随速度调节系数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所 述基座的姿态确定云台的跟随速度。

[权利要求 7] 根据权利要求 1或 2所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括: 确定云台的基本跟随速度;

所述根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随速度包括: 根据所述基座的运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随 速度。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的方法, 其特征在于,

所述确定云台的基本跟随速度包括:

通过云台上的第二运动传感器确定云台的姿态; 确定所述基座的姿态;

确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态, 并根据所述 误差姿态确定云台的基本跟随速度。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的方法, 其特征在于,

所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括:

云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一 个或多个方向上的误差姿态;

根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度包括: 根据在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的所述误差 姿态确定云台在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中一个或多个方向上的 基本跟随速度。 [权利要求 10] 根据权利要求 8或 9所述的方法, 其特征在于,

所述根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度包括:

获取跟随速度调节系数;

根据跟随速度调节系数和所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。

[权利要求 11] 根据权利要求 3或 8所述的方法, 其特征在于,

所述确定所述基座的姿态包括:

获取云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度, 根据所述转动角度 和所述云台的姿态确定基座的姿态。

[权利要求 12] 根据权利要求 11所述的方法, 其特征在于,

根据所述转动角度及所述云台的姿态确定基座的姿态包括: 将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数, 将换算得到的四元数 与云台的姿态的四元数相乘, 根据相乘得到的四元数确定基座的姿态

[权利要求 13] 根据权利要求 6或 10所述的方法, 其特征在于,

所述跟随速度调节系数是通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的 交互装置、 读取存储在云台的存储器获取的。

[权利要求 14] 根据权利要求 1-13任一项所述的方法, 其特征在于,

所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。

[权利要求 15] 根据权利要求 1-14任一项所述的方法, 其特征在于,

所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪

[权利要求 16] —种云台, 其特征在于, 包括:

第一运动传感器, 用于确定云台的基座的运动信息;

一个或多个处理器, 单独或协同地工作, 所述处理器用于根据所述基 座的运动信息确定所述云台的跟随速度。

[权利要求 17] 根据权利要求 16所述的云台, 其特征在于,

所述第一运动传感器安装在云台的基座上或安装在与所述基座固定连 接的其他部件上。 根据权利要求 16或 17所述的云台, 其特征在于, 还包括:

第二运动传感器, 用于确定云台的姿态;

所述处理器, 具体用于确定基座的姿态, 根据基座的运动信息、 所述 云台的姿态和所述基座的姿态确定所述云台的跟随速度。

根据权利要求 18所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 具体用于确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的 误差姿态, 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定云台的跟随 速度。

根据权利要求 19所述的云台, 其特征在于,

所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括:

云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方 向中一个或多个方向上的误差姿态;

所述基座的运动信息包括:

基座在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的运 动信息;

所述处理器, 具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的所述误差姿态和所述基座在 yaw方向、 pitch方向 、 roll方向中一个或多个方向上的运动信息确定云台在 yaw轴方向、 pi tch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的跟随速度。

根据权利要求 18-20任一项所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 用于获取跟随速度调节系数, 根据所述跟随速度调节系 数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确定云 台的跟随速度。

根据权利要求 16或 17所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 具体用于确定云台的基本跟随速度, 并根据所述基座的 运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随速度。

根据权利要求 22所述的云台, 其特征在于, 还包括:

第二运动传感器, 用于获取云台的姿态; 所述处理器, 还用于: 确定基座的姿态;

确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的误差姿态;

并根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。

根据权利要求 23所述的云台, 其特征在于,

所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿态包括:

云台的姿态与基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方 向中一个或多个方向上的误差姿态;

所述处理器, 具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的所述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方 向、 roll轴方向中一个或多个方向上的基本跟随速度。

根据权利要求 23或 24所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 还具体用于获取跟随速度调节系数, 并根据跟随速度调 节系数及所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。

根据权利要求 18或 23所述的云台, 其特征在于, 还包括:

角度传感器, 用于确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度; 所述处理器, 具体用于根据所述转动角度及所述云台的姿态确定基座 的姿态。

根据权利要求 26所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 具体用于将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数 , 将换算得到的四元数与云台的姿态的四元数相乘, 根据相乘得到的 四元数确定基座的姿态。

根据权利要求 21或 25所述的云台, 其特征在于,

所述处理器, 具体用于通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交 互装置、 读取存储在云台的存储器获取跟随速度调节系数。

根据权利要求 16-28任一项所述的云台, 其特征在于,

所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。

根据权利要求 16-29任一项所述的云台, 其特征在于,

所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪

20

Description:
一种云台的控制方法以及云台

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及控制领域, 特别一种云台的控制方法以及云台。

背景技术

[0002] 云台是为有效负载增稳的系统。 用户使用云台固定拍摄设备, 可以为拍摄设备 增稳, 即使在运动条件下也可以拍摄出稳定流程的画 面。 然而, 目前, 云台的 跟随并不智能, 一般地, 云台采用用户提前设定好的跟随速度进行跟随 。

技术问题

[0003] 在实际拍摄中, 使用这种根据设定好的跟随速度进行跟随拍摄 的方式存在明显 的缺陷。 例如, 如果用户提前将云台的跟随速度设置为一个满 足一般拍摄场景 的较慢的速度, 而当拍摄过程中拍摄的目标对象突然加速移动 吋, 用户通常会 快速转动云台的手持棍, 希望云台快速跟随以拍摄快速移动的目标对象 , 这吋 , 由于云台的跟随速度受限于提前预设的速度, 云台无法快速跟随, 经常会导 致拍摄设备捕捉不到目标对象。 另外, 如果用户提前将云台的跟随速度设置得 较快, 那么当用户缓慢转动云台的手持棍, 希望对拍摄的目标对象进行缓慢跟 随吋, 云台的跟随速度相对过快, 导致拍摄设备拍出的画面不够顺滑。 由此可 见, 现有技术中云台的跟随速度不能适应用户的操 作需求, 不能与用户的操作 速度进行匹配, 表现出 "不跟手"的现象。 缺乏对云台的跟随速度进行调整的方法 , 可能会降低云台在某些领域的有用性。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明实施例提供一种云台及云台的控制方法 , 以使云台的跟随速度能够匹配 用户的操作需求。

[0005] 本发明实施例的一个方面是提供一种云台的控 制方法, 用于调节云台的跟随速 度, 其包括:

[0006] 获取云台的基座的运动信息; 以及 [0007] 根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随 速度。

[0008] 本发明实施例的另一个方面是提供一种云台, 其包括:

[0009] 第一运动传感器, 用于获取云台的基座的运动信息;

[0010] 一个或多个处理器, 单独或协同地工作, 所述处理器用于根据所述第一运动传 感器获取的基座的运动信息确定所述云台的跟 随速度。

发明的有益效果

有益效果

[0011] 本发明实施例的云台的控制方法和云台, 通过获取云台基座的运动信息, 并根 据云台基座的运动信息调节云台的跟随速度。 这样, 可以根据基座的运动情况 调整云台的跟随速度, 使得云台的跟随速度匹配基座的运动情况, 这样云台可 以紧密地对用户的操作进行跟随, 有效地避免了云台跟随吋出现的"不跟手 "的问 题, 使云台的跟随更加智能化, 更好地适应用户的拍摄需求。

对附图的简要说明

附图说明

[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 , 下面将对实施例描述中所需要 使用的附图进行简单介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图是本发明的一些实 施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动性的前提下, 还可 以根据这些附图获得其他的附图。

[0013] 图 1为本发明实施例的云台的整体结构示意图;

[0014] 图 2为本发明实施例中云台控制方法的流程图;

[0015] 图 3为本发明另一实施例中云台控制方法的流程 ;

[0016] 图 4为本发明实施例中云台的结构图;

[0017] 图 5为本发明另一实施例中云台的结构图。

[0018] 附图标记:

[0019] 1-pitch轴的驱动电机

[0020] 2-roll轴的驱动电机

[0021] 3-yaw轴的驱动电机

[0022] 4-基座 [0023] 5-yaw轴轴臂

[0024] 6-拍摄设备的固定机构

[0025] 7-pitch轴轴臂

[0026] 8-roll轴轴臂

[0027] 9-拍摄设备

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚地 描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施 例。 基于本发明中的实施例, 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, 都属于本发明保护的范围。

[0029] 需要说明的是, 当组件被称为 "固定于"另一个组件, 它可以直接在另一个组件 上或者也可以存在居中的组件。 当一个组件被认为是"连接"另一个组件, 它可以 是直接连接到另一个组件或者可能同吋存在居 中组件。

[0030] 除非另有定义, 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本 发明的技术领域 的技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用的术语只 是为了描述具体的实施例的目的, 不是旨在于限制本发明。 本文所使用的术语" 及 /或"包括一个或多个相关的所列项目的任意的 所有的组合。

[0031] 下面结合附图, 对本发明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。

[0032] 为了更清楚地理解本发明实施例的云台及云台 的控制方法, 本文以三轴手持云 台为例对本发明实施例进行描述, 并且, 为了便于理解控制方法, 将先对控制 方法所涉及的云台构造进行描述。 需要指出的是, 本发明实施例的云台亦可以 为除了三轴云台之外的其他类型的云台, 例如, 所述云台可以为两轴云台或多 轴云台等。 此外, 所述云台不局限于手持云台中, 还可以是悬臂云台中, 或可 以结合在可移动平台中。 所述可移动平台可以包括无人飞行器、 遥控车辆、 遥 控器、 无人驾驶车辆等。

[0033] ^禱 吉木勾 [0034] 三轴云台的大致结构参考图 1可见, 包括基座 4和三个转轴机构。

[0035] 所述三个转轴机构包括控制俯仰运动的 pitch轴的驱动电机 1与 pitch轴的轴臂 7、 控制横滚运动的 roll轴的驱动电机 2与 roll轴的轴臂 8、 以及控制偏航运动的 yaw轴 的驱动电机 3与 yaw轴的轴臂 5。 在实际应用中, 所述电机 1、 电机 2、 电机 3均可 为无刷电机。

[0036] 另外, 云台还可以包括用于固定有效负载的固定机构 , 其中有效负载可以为拍 摄设备 9, 固定机构可以为拍摄设备 9的固定机构 6, 固定机构 6可以与 pitch轴的 轴臂固定连接。

[0037] 所述 yaw轴的驱动电机 3安装在基座 4上并带动 yaw轴轴臂 5绕云台的 yaw轴为轴 线转动, 调节拍摄设备 9在 yaw方向上的拍摄角度。 所述 roll轴电机 2安装在 yaw轴 上并带动 roll轴轴臂 8绕云台的 roll轴为轴线转动, 调节拍摄设备 9在 roll方向上的 拍摄角度。 所述 pitch轴电机 1安装在 roll轴轴臂 8上并带动 pitch轴轴臂 7绕云台的 pit ch轴为轴线转动, 调节拍摄设备 9在 pitch方向上的拍摄角度运动。

[0038] 本发明实施例提供一种云台的控制方法。 图 2为本发明实施例提供的云台的控 制方法的流程图。 如图 2所示, 本发明实施例中的方法, 可以包括:

[0039] 步骤 S201 : 获取云台的基座的运动信息;

[0040] 具体地, 云台的基座上可以安装供用户握持的手持棍, 当用户使用云台架设拍 摄设备对移动的目标对象进行拍摄吋, 用户转动云台的手持棍以期改变拍摄设 备的拍摄方向对目标对象进行跟踪拍摄, 由于云台的基座与云台的手持棍固定 连接, 手持棍旋转会带动基座旋转。

[0041] 此吋, 可以通过第一传感器获取基座的运动信息。 其中第一传感器可以安装在 基座上, 或者安装在与基座固定连接的其他部件上, 例如安装在手持棍上。 第 一传感器是可以测量运动信息的任何传感器, 例如惯性测量单元或陀螺仪等。

[0042] 其中所述运动信息可以至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种, 另外, 所述基座的运动信息可以为基座的 yaw、 rolK pitch中一个或多个方向上的运动 f π息。

[0043] 步骤 S202: 根据所述基座的运动信息确定所述云台的跟随 速度。

[0044] 具体地, 本实施例中的跟随速度是云台跟随基座或与基 座固定连接的手持棍运 动的角速度。 基座的运动信息可以反映基座的运动状态, 在获取到基座的运动 信息后, 根据所述基座的运动信息确定云台的跟随速度 , 其中, 可以根据基座 在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中的一个或多个方向的运动信息确定 述云台 在 yaw轴方向、 pitch方向、 roll方向中的一个或多个方向的跟随速度。 例如, 当 用户在云台的 yaw方向转动手持棍吋, 在获取到第一传感器输出的基座的运动信 息后, 可以根据基座在 yaw方向上的运动信息确定云台在 yaw方向上的跟随速度

[0045] 本发明实施例的云台的控制方法和云台, 通过获取云台基座的运动信息, 并根 据云台基座的运动信息调节云台的跟随速度。 这样, 可以根据基座的运动情况 调整云台的跟随速度, 使得云台的跟随速度匹配基座的运动情况, 这样云台可 以紧密地用户的操作进行跟随, 有效地避免了云台跟随吋出现的"不跟手 "的问题 , 使云台的跟随更加智能化, 更好地适应用户的拍摄需求。

[0046] 在某些实施例中, 通过第二传感器确定云台的姿态, 确定云台的基座的姿态, 根据基座的运动信息、 云台的姿态以及基座的姿态确定跟随速度。 具体地, 第 二传感器可以配置在云台的拍摄设备的固定机 构上, 或者配置在与所述固定机 构固定连接的部件上, 例如云台的 pitch轴轴臂上, 第二传感器用于测量拍摄设 备当前吋刻的姿态, 即云台的姿态。

[0047] 在获取到云台的姿态、 基座的运动信息、 基座的姿态后, 可以根据如下几种可 行的方式确定云台的跟随速度:

[0048] 一种可行的方式为: 确定云台的姿态与基座姿态之间的误差姿态, 根据所述误 差姿态和运动信息确定云台的跟随运动。

[0049] 具体地, 确定云台的姿态与基座姿态之间的在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向中 一个或多个方向上的误差姿态, 根据所述误差姿态和在 yaw方向、 pitch方向、 rol 1方向中一个或多个方向上的运动信息确定云 在 yaw方向、 pitch方向、 roll方向 中一个或多个方向上的跟随速度。 为了便于解释, 本文中将以确定云台 yaw方向 上的跟随速度来进行示意性说明。 在用户沿 yaw方向转动手持棍之前, 若基座在 yaw方向的姿态与云台在 yaw方向的姿态相同, 在用户沿 yaw方向转动云台的手 持棍后, 为了响应用户的动作, 云台将在 yaw方向上跟随云台的基座转动, 在转 动过程中, 可以通过第二传感器获取云台在 yaw方向的姿态 att_l oa d, 根据基座的 姿态获取基座在 yaw方向的姿态 att_base, 这样可以根据 att_load和 att_base确定出 云台和基座在 yaw 方向上的误差姿态 a tt_err误差姿态。 在确定出云台和基座在 yaw 方向上的误差姿态 a tt_err, 即可以根据从第一传感器获取的基座在 yaw方向上的 运动信息和误差姿态 att_err来确定当前云台的跟随速度。

[0050] 进一步地, 以基座的运动信息为基座在 yaw方向上的角速度 V el 0 _ang来进行示 意性说明, 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 att_err* (velo_ang+con) , 其中, con为预设的常数。 从上述表达可以看出, 当基座的转动速度快吋, 云 台的跟随速度随之增加, 即当用户握持手持棍, 沿 yaw方向快速转动云台的基座 吋, 云台也会快速地跟随, 使拍摄设备可以拍摄到快速移动的目标, 当用户握 持手持棍, 沿 yaw方向缓慢转动云台的基座吋, 云台也会缓慢地跟随, 使拍摄设 备拍摄的图像顺滑。

[0051] 另一种可行的方式为: 根据基座的姿态和云台的姿态确定云台的目标 姿态, 确 定云台的目标姿态与云台的姿态之间的误差姿 态, 根据所述误差姿态和基座的 运动信息确定云台的跟随速度。

[0052] 具体地, 为了便于解释, 本文中将以确定云台 yaw方向上的跟随速度来进行示 意性说明。 在用户沿 yaw方向转动云台的手持棍后, 为了响应用户的动作, 云台 将在 yaw方向上跟随云台的基座转动。 在转动过程中, 对应于基座的姿态, 云台 会有一个目标姿态, 即在转动的过程中, 云台会使当前的姿态向目标姿态趋近 以跟随基座的转动。 根据第二传感器获取云台的姿态, 可以根据基座的姿态和 云台的姿态确定云台的目标姿态, 在获取云台的目标姿态之后, 即可知道云台 在 yaw方向上的目标姿态 att_targ, 根据云台在 yaw方向上的目标姿态 att_targ和 ya w方向上的姿态 atLload可以确定云台在 yaw方向上的目标姿态与姿态之间的误差 姿态 a tt_err_l, 在确定出误差姿态 a tt_err_l, 即可以根据从第一传感器获取的基 座在 yaw方向上的运动信息和误差姿态 a tt_err_l来确定当前云台的跟随速度。

[0053] 进一步地, 以基座的运动信息为基座在 yaw方向上的角速度 V el 0 _ang来进行说 明, 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 att_err_l* (velo_ang+con) , 其 中, con为预设的常数。 从上述表达是可以看出, 当基座的转动速度快吋, 云台 的跟随速度随之增加, 即当用户握持手持棍, 沿 yaw方向快速转动云台的基座吋 , 云台也会快速的跟随, 使拍摄设备可以拍摄到快速移动的目标, 当用户握持 手持棍, 沿 yaw方向缓慢转动云台的基座吋, 云台也会缓慢地跟随, 使拍摄设备 拍摄的图像顺滑。

[0054] 另一种可行的方式为: 获取跟随速度调节系数, 根据跟随速度调节系数、 运动 信息、 云台的姿态、 基座的姿态确定跟随运动。 具体地, 跟随速度调节系数可 以通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交互装置、 读取存储在云台的存 储器获取的。

[0055] 进一步地, 为了便于解释, 本文中将以确定云台 yaw方向上的跟随速度来进行 示意性说明。 如前所述, 可以根据云台的姿态和基座的姿态确定出云台 和基座 在 yaw方向上的误差姿态 a tt_err, 即可以根据从第一传感器获取的基座在 yaw方向 上的运动信息和误差姿态 att_err来确定当前云台的跟随速度。 具体地, 云台在 ya w方向上的跟随速度可以被确定为 coef*att_err* (velo_ang+con) , 其中, coef为 跟随速度调节系数, con为预设的常数。 从上述表达可以看出, 除通过基座的运 动信息调节云台的跟随速度外, 还可以根据跟随速度调节系数来调整云台跟随 速度, 例如用户可以通过与云台连接的控制终端或者 云台上的交互装置输入所 述跟随系数, 当输入的所述调节系数大吋, 云台的跟随速度随之增加, 当输入 的所述调节系数小吋, 云台的跟随速度随之降低。 此吋, 用户可以通过跟随速 度调节系数和基座的运动信息两种方式独立或 协同的控制云台的跟随速度。

[0056] 另外, 如前所述, 可以根据云台的姿态和基座的姿态确定确定云 台在 yaw方向 上的目标姿态与姿态之间的误差姿态 a tt_err_l, 即可以根据从第一传感器获取的 基座在 yaw方向上的运动信息和误差姿态 a tt_err来确定当前云台的跟随速度。 具 体地, 云台在 yaw方向上的跟随速度可以被确定为 coef* att_err_l* (velo_ang+con ) , 其中, coef为跟随速度调节系数, con为预设的常数。

[0057] 在某些实施例中, 在用户握持手持棍对云台进行操作吋, 云台的基座的姿态发 生变化, 云台会对基座的运动进行跟随。 具体地, 可以根据如下几种方式确定 基座的姿态:

[0058] 一种可行的方式: 根据第一传感器确定基座的姿态。 具体地, 第一运动传感器 可以为能够测量姿态的传感器, 例如惯性测量单元或陀螺仪等, 第一运动传感 器与基座固定连接, 当基座的姿态变化吋, 第一运动传感器可以测量出基座的 姿态。

[0059] 另外一种可行的方式: 获取云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角 度, 根据 所述转动角度和云台的姿态确定基座的姿态。 具体地, 云台各轴的驱动电机内 可以安装角度传感器, 其中驱动电机内设置电路板, 所述角度传感器可以与所 述电路板电性连接, 在云台的驱动电机转动吋, 通过角度传感器可以测量驱动 电机转动的角度, 其中角度传感器可以为电位计、 霍尔传感器、 编码器中的一 种或多种。 云台的姿态可以根据第二运动传感器来确定。 在获取到云台各轴的 驱动电机的转动角度和云台的姿态之后, 可以根据相应姿态运算方法确定出基 座的姿态。

[0060] 进一步地, 将所述转动角度中的每一个角度换算成四元数 , 将换算得到的四元 数与云台的姿态的四元数相乘, 根据相乘得到的四元数确定基座的姿态。 具体 地, 姿态有多种表示方式, 如四元数、 欧拉角、 矩阵等。 将云台的 yaw、 pitch和 roll轴的驱动电机的转动角度分别换算成四元 , 将云台的姿态以四元数进行表 示, 将云台的四元数分别与转动角度中的每一个角 度换算成的四元数相乘, 相 乘后得到的四元数即为基座的姿态的四元数。 根据相应的换算方式, 即可以将 以四元数表示的基座的姿态换算成以欧拉角表 示的基座的姿态。

[0061] 需要说明的是, 四元数是姿态的一种数学表示方式, 一般地, 四元数可以 q=w +xi+yj+zk的形式表示。 其中 q=w+xi+yj+zk可以分为纯量 w与向量 x i + y j + z k, 所以为了方便表示, 将 q表示为 (S, V), 其中 S表示纯量 w, V表示向量 x i + y j + z k, 所以四元数乘法又可以表示为: ql * q2 = (Sl + V1)*(S2 + V2) = S1*S2 - V1*V2 + VlxV2 + Sl*V2 + S2*Vl。 欧拉角是姿态的另一种表示方式, 其中四元 数与欧拉角之间可以通过相应的公式互相转换 。 另外, 从欧拉角转换成四元数 的具体公式为

另外将欧拉角转换成对应的四元数的具体公式 为

[0062] 本发明实施例提供一种云台的控制方法, 图 3为本发明另一实施例提供的云台 控制方法的流程图。 在图 2所示的实施例的基础上, 如图 3所示, 本实施例中的 方法可以包括:

[0063] 步骤 S301 : 获取云台的基座的运动信息;

[0064] 步骤 S301和步骤 S201的具体方法和原理一致, 此处不再赘述。

[0065] 步骤 S302: 确定云台的基本跟随速度;

[0066] 具体地, 云台的基本跟随速度包括任何使用本发明实施 例的技术方案之前的云 台的跟随速度, 如前所述, 用户握持云台的手持棍转速转动云台吋, 如果云台 以基本跟随速度来进行跟随, 云台不能快速响应用户的操作, 不能拍摄到快速 移动的目标对象; 用户握持云台的手持棍缓慢转动云台吋, 如果云台以基本跟 随速度来进行跟随, 云台会跟随得太快, 导致拍摄设备拍摄出来的画面不顺滑 。 其中, 可以通过如下几种可行的方式确定云台的基本 跟随速度:

[0067] 一种可行的方式: 确定基座的姿态, 通过云台的第二传感器确定云台的姿态, 根据所述基座的姿态和云台的姿态确定云台的 基本跟随速度。

[0068] 确定基座的姿态的过程如前所述, 此处不再赘述。

[0069] 进一步地, 确定所述云台的姿态与所述基座的姿态之间的 误差姿态, 并根据所 述误差姿态确定云台的基本跟随速度。 其中, 可以确定云台的姿态与基座的姿 态之间在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的误差姿态, 根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的所述误差姿 态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的基本 跟随速度。

[0070] 此处以云台在 yaw方向上的跟随来进行示意性说明, 在转动过程中, 如前所述 , 可以通过第二传感器获取云台在 yaw方向的姿态 att_l oa d, 根据基座的姿态获取 基座在 yaw方向的姿态 att_base, 这样可以根据 att_load和 att_base确定出云台和基 座在 yaw方向上的误差姿态 a tt_err, 即可以根据所述云台和基座在 yaw方向上的误 差姿态 att_err确定云台在 yaw方向上的基本跟随速度 basi C _ ve lo。

[0071] 另一种可行的方式: 确定基座的姿态, 通过云台的第二传感器确定云台的姿态 , 根据所述基座的姿态和云台的姿态确定云台的 目标姿态, 根据所述目标姿态 确定基本跟随速度。

[0072] 确定基座的姿态的过程如前所述, 此处不再赘述。

[0073] 进一步地, 确定所述云台的姿态与所述云台的目标姿态之 间的误差姿态, 并根 据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度。 其中, 可以确定云台的姿态与云台 的目标姿态之间在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的 误差姿态,根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的所 述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向 上的基本跟随速度。

[0074] 此处以云台在 yaw方向上的跟随来进行示意性说明, 在转动过程中, 如前所述 , 可以根据 att_load和 att_base确定出的目标姿态, 根据云台 yaw方向的姿态 att_loa d和云台在 yaw方向上的目标姿态 att_tmg确定云台在 yaw方向上的误差姿态 att_err _1, 即可以根据所述云台和基座在 yaw方向上的误差姿态 a tt_err_l确定云台在 yaw 方向上的基本跟随速度 basic_velo。

[0075] 在某些实施例中, 获取跟随速度调节系数, 根据所述跟随速度调节系数和所述 误差姿态 (例如云台的姿态和基座的姿态在 yaw方向上的误差姿态 a tt_err或者云 台在 yaw方向上的目标姿态与当前吋刻云台的姿态之 间误差姿态 a tt_err_l) 确定 云台的基本跟随速度。 其中, 跟随速度调节系数可以通过与云台连接的控制 终 端、 云台上配置的交互装置、 读取存储在云台的存储器获取的。

[0076] 具体地, 云台在 yaw方向的基本跟随速度 basic_velo可以为 att_err*coef或者 att_er r_l*coef, 其中 coef为跟随速度调节系数。 由此可以见, 云台的基本跟随速度由 误差姿态 ( a tt_err或 a tt_err_l) 和 /或跟随速度调节系数来确定, 跟随速度调节系 数可以通过云台上配置的交互装置或与云台连 接的控制终端设置, 当用户希望 云台快速跟随吋, 可以将所述调节系数设置得比较大, 当用户希望云台以较慢 的速度跟随吋, 可以将所述调节系数设置得比较小, 然而, 跟随速度调节系数 设置以后就是固定的, 不能适应用户的操作速度。 另外, 从上述表达式可以看 出只有当误差姿态大吋, 跟随速度才会大, 在误差姿态小吋, 跟随速度就会变 小, 然而, 在某些情况, 误差姿态小吋, 用户的操作速度也可能很快, 误差姿 态大吋, 用户的操作速度也可能很慢, 此吋根据基本速度来跟随不能适应用户 的跟随需求。

[0077] 其中, 基本跟随速度可以为 att_err*coef或 att_err_l*coef只是为了进行示意性说 明, 本领域技术人员可以还可以根据误差姿态 (att_ e rr或 a tt_err_l) 和 coef采用其 他方式来确定云台的基本跟随速度 ba S i C _ ve lo。

[0078] 需要说明的是, 步骤 301和步骤 302的步骤的先后顺序在本实施例中不做具体的 限定, 先后顺序可以根据需要设置, 在某些情况中步骤 301和步骤 302也可以同 吋执行。

[0079] 步骤 S303: 根据云台的基本跟随速度和基座的运动信息确 定云台的跟随速度。

[0080] 具体地, 在确定基座的运动信息后, 例如, 以运动信息为基座在 yaw方向上的 角速度 V el 0 _ang来进行说明, 可以将云台在 yaw方向上的跟随速度确定为 basi C _ ve lo* (velo_ang+con) , 其中, con为预设的常数。 由此可见, 使用云台基座的运 动信息对云台的基本跟随速度修正, 使得修正后的跟随速度能够适应用户的操 作需求, 用户操作速度快吋, 云台能够快速跟随, 用户操作速度慢吋, 云台的 缓慢平滑地跟随。

[0081] 如图 4所示, 本发明实施例还提供一种云台。 其中, 云台可以为两轴云台, 也 可以为三轴云台, 云台 400具体包括:

[0082] 第一运动传感器 401, 用于确定云台的基座的运动信息;

[0083] 一个或多个处理器 402, 单独或协同地工作, 所述处理器用于根据所述基座的 运动信息确定所述云台的跟随速度。

[0084] 可选地, 所述第一运动传感器 401安装在云台的基座上或安装在与所述基座固 定连接的其他部件上。

[0085] 可选地, 如图 5所示, 云台还包括第二运动传感器 403, 用于确定云台的姿态。 [0086] 所述处理器 402具体用于确定基座的姿态, 根据基座的运动信息、 所述云台的 姿态和所述基座的姿态确定所述云台的跟随速 度。

[0087] 可选地, 所述处理器 402具体用于确定所述云台的姿态与所述基座的 姿态之间 的误差姿态, 根据所述误差姿态和所述基座的运动信息确定 云台的跟随速度。

[0088] 可选地, 所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿 态包括: 云台的姿态与 基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上 的误差姿态。

[0089] 所述基座的运动信息包括: 基座在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个 或多个方向上的运动信息。

[0090] 所述处理器 402具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或 多个方向上的所述误差姿态和所述基座的运动 信息确定云台在 yaw轴方向、 pitch 轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上的跟随速度。

[0091] 可选地, 所述处理器 402用于获取跟随速度调节系数, 根据所述跟随速度调节 系数、 所述基座的运动信息、 所述云台的姿态、 所述基座的姿态确定云台的跟 随速度。

[0092] 可选地, 所述处理器 402具体用于确定云台的基本跟随速度, 并根据所述基座 的运动信息、 所述云台的基本跟随速度确定云台的跟随速度 。

[0093] 可选地, 云台还包括: 第二运动传感器 403, 用于获取云台的姿态。

[0094] 所述处理器 402还用于确定基座的姿态, 确定所述云台的姿态与所述基座的姿 态之间的误差姿态, 并根据所述误差姿态确定云台的基本跟随速度 。

[0095] 可选地, 所述云台的姿态与所述基座姿态之间的误差姿 态包括: 云台的姿态与 基座的姿态之间的在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或多个方向上 的误差姿态。

[0096] 所述处理器 402具体用于根据在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中一个或 多个方向上的所述误差姿态确定云台在 yaw轴方向、 pitch轴方向、 roll轴方向中 一个或多个方向上的基本跟随速度。

[0097] 可选地, 所述处理器 402具体用于获取跟随速度调节系数, 并根据跟随速度调 节系数及所述误差姿态确定云台的基本跟随速 度。 [0098] 可选地, 云台还包括: 角度传感器 404, 用于确定云台的一个或多个轴的驱动 电机的转动角度。

[0099] 所述处理器 402还用于根据所述转动角度及所述云台的姿态 确定基座的姿态。

[0100] 可选地, 所述处理器 402具体用于将所述转动角度中的每一个角度换 算成四元 数, 将换算得到的四元数与云台的姿态的四元数相 乘, 根据相乘得到的四元数 确定基座的姿态。

[0101] 可选地, 处理器 402还用于通过与云台连接的控制终端、 云台上配置的交互装 置、 读取存储在云台的存储器获取跟随速度调节系 数。

[0102] 可选地, 所述运动信息至少包括角速度信息、 角加速度信息中的一种。

[0103] 可选地, 所述第一运动传感器和 /或第二运动传感器为惯性测量单元或陀螺仪

[0104] 在本发明所提供的几个实施例中, 应该理解到, 所揭露的设备和方法, 可以通 过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的, 例如, 所述单元的划分, 仅仅为一种逻辑功能划分, 实际实现吋可以有另外的划分方 式, 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到 另一个系统, 或一些特征可 以忽略, 或不执行。 另一点, 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或 通 信连接可以是通过一些接口, 装置或单元的间接耦合或通信连接, 可以是电性 , 机械或其它的形式。

[0105] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可 以不是物理上分幵的, 作为单元 显示的部件可以是或者也可以不是物理单元, 即可以位于一个地方, 或者也可 以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元 来实现本实施例方案的目的。

[0106] 另外, 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成 在一个处理单元中, 也可 以是各个单元单独物理存在, 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中 。 上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现, 也可以采用硬件加软件功能单元 的形式实现。

[0107] 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元 , 可以存储在一个计算机可读取 存储介质中。 上述软件功能单元存储在一个存储介质中, 包括若干指令用以使 得一台计算机设备 (可以是个人计算机, 服务器, 或者网络设备等) 或处理器

(processor) 执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。 而前述的存储介质包 括: U盘、 移动硬盘、 只读存储器 (Read-Only Memory , ROM) 、 随机存取存 储器 (Random Access Memory , RAM) 、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代 码的介质。

[0108] 本领域技术人员可以清楚地了解到, 为描述的方便和简洁, 仅以上述各功能模 块的划分进行举例说明, 实际应用中, 可以根据需要而将上述功能分配由不同 的功能模块完成, 即将装置的内部结构划分成不同的功能模块, 以完成以上描 述的全部或者部分功能。 上述描述的装置的具体工作过程, 可以参考前述方法 实施例中的对应过程, 在此不再赘述。

[0109] 最后应说明的是: 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非对其限制 ; 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的 说明, 本领域的普通技术人员 应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改, 或者对其 中部分或者全部技术特征进行等同替换; 而这些修改或者替换, 并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的 范围。