CN108700252A - 云台的控制方法以及云台 - Google Patents

Abstract

一种云台的控制方法以及云台，控制方法包括：确定云台的第一姿态信息；确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度；根据第一姿态信息和转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。云台(400)包括姿态传感器(401)，用于确定云台(400)的第一姿态信息；角度传感器(402)，用于确定云台(401)的一个或多个轴的驱动电机的转动角度；处理器(403)，用于根据第一姿态信息和转动角度确定姿态传感器(401)的误差信息；根据误差姿态信息修正第一姿态以得到云台(400)的当前姿态信息。该云台的控制方法以及云台可以有效地避免现有技术中使用加速度计对陀螺仪获得的姿态信息进行修正时存在的漂移问题，能够使修正后得到的云台姿态能够长时间地保持稳定，这样可以使架设在云台上的拍摄设备可以长时间地拍摄固定机位的场景而不产生拍摄设备的拍摄角度漂移问题。

Description

云台的控制方法以及云台

技术领域

本发明涉及控制领域，特别涉及一种云台的控制方法以及云台。

背景技术

云台是为负载增稳的***。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畅的画面。然而，在使用云台固定拍摄设备，长时间拍摄固定机位的场景时，云台各个轴(例如yaw轴、pitch轴、roll轴)会发生漂移，导致拍摄的画面也随之发生漂移，降低了拍摄质量。因此，当需要拍摄固定机位的场景时，需要将拍摄设备从云台上拆卸下来，然后装到三角架上再重新调试，当需要拍摄运动机位的场景时，又要需要将拍摄设备从三脚架上拆卸下来，再重新装上云台，再重新调试，这样降低了拍摄效率费时费力，在某些情况下会降低云台的有用性。

发明内容

本发明需要提供一种云台的控制方法以及云台，以使云台在各个轴上能够长时间保持稳定，使得架设在云台上的拍摄设备可以长时间的拍摄固定机位的场景而不发生偏移，提升拍摄质量。

本发明实施例的第一方面提供一种云台的控制方法，包括如下步骤：

确定云台的第一姿态信息；

确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度；

根据所述第一姿态信息和所述转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

本发明实施例的第二方面提供一种云台，包括：

姿态传感器，用于确定云台的第一姿态信息；

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；

处理器，用于根据所述第一姿态信息和所述转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

本发明的实施例中，通过确定云台的一个或多个轴的驱动电机转动的角度和第一姿态信息，确定姿态传感器的误差姿态信息，根据所述误差姿态信息对第一姿态信息进行修正，可以有效地避免现有技术中使用加速度计对陀螺仪获得的姿态信息进行修正时存在的漂移问题，能够使修正后得到的云台姿态能够长时间地保持稳定，这样可以使架设在云台上的拍摄设备可以长时间地拍摄固定机位的场景而不产生拍摄设备的拍摄角度漂移问题，通过该技术方案，云台既可以拍摄运动机位的场景又可以长时间地拍摄固定机位的场景，扩大了云台的应用范围。

附图说明

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作一简单地介绍，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。

图1是本发明某些实施例的云台的控制方法的流程示意图。

图2是本发明某些实施例的云台的结构示意图。

图3是本发明某些实施例的云台的控制方法的对第一姿态信息进行修正的示意图。

图4是本发明某些实施例的云台的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，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发明。此外，本发明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例和/或设置之间的关系。此外，本发明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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前，云台主要是以惯性测量单元(IMU)为反馈元件、以云台各个轴的驱动电机为输出元件来对云台的姿态进行控制，其中，在对云台姿态的控制过程中，控制量是云台的姿态，通过给定一个目标姿态，通过反馈控制将云台当前姿态向所述目标姿态修正，以使云台从当前姿态向目标姿态趋近。

惯性测量单元主要包含陀螺仪和加速度计，陀螺仪可以测量云台各个轴的转动的角速度，通过对测量得到的角速度进行积分可以确定云台的当前姿态(pitch、roll、yaw)，但是陀螺仪的各个轴的角速度输出都有零偏，而且，零偏不能完全消除，因此用陀螺仪测量的角速度输出积分获得的云台的当前姿态是不准确的。目前，主要使用加速度计给定云台姿态参考，对陀螺仪测量的角速度积分获得的云台的当前姿态进行修正，最终云台获得较为稳定的姿态。然而，加速度计本身存在漂移，使用加速度计的数据修正当前姿态，也会产生漂移，云台的姿态长时间来看并不是很稳定，导致架设在云台上的拍摄设备不能长时间地拍摄固定机位的场景；另外，利用加速度计修正云台的当前姿态时，只能针对云台的pitch轴和roll轴来修正，不能针对云台的yaw轴来修正，因此陀螺积分出来的yaw轴姿态有可能很快就会产生漂移，最终导致在使用云台对固定机位的场景进行拍摄时整个云台的yaw轴不断的朝一个方向运动，这样也会导致架设在云台上的拍摄设备不能长时间地拍摄固定机位的场景。

针对上述问题，请参阅图1，本发明实施例的云台的控制方法包括步骤：

S101：确定云台的第一姿态信息；

具体地，本发明实施例的云台可为两轴云台，也可以为三轴云台，为了便于解释，如图2所示，在本发明实施例中以三轴云台200来进行示意性说明。其中，拍摄设备9被固定安装在云台200上的拍摄设备固定机构6上，其中所述固定机构6可以与云台的pitch轴的轴臂7固定或活动连接，其中，姿态传感器可以安装在拍摄设备的固定机构6上、与固定机构6固定连接的部件上、或与pitch轴的轴臂7固定连接的任何其他部件。在拍摄过程中，云台为拍摄设备增稳，姿态传感器即可测量拍摄设备9的姿态，即云台的第一姿态信息，其中姿态传感器可以包括陀螺仪，此处的陀螺仪可以为一个独立的陀螺仪，也可也为惯性测量单元中的陀螺仪，为了说明方便，本文以下将以陀螺仪作为姿态传感器来进行示意性说明，其中本文后述出现的陀螺仪都可以等同地替换成姿态传感器。其中，姿态有多种表达形式，四元数是姿态信息的一种表示方法，另外常用姿态的常用表达形式还有欧拉角、矩阵等。第一姿态信息可以是第一姿态的姿态角(欧拉角)，也可以是第一姿态对应的四元数，此处不作具体的限定。本文后述部分涉及姿态信息可以为姿态对应的姿态角，也可以是姿态对应的四元数，此后就不再另外解释。

S102：确定云台的一个或多个轴的驱动电机转动的角度；

具体的，如图2所示，云台200的roll轴的轴臂8用于支撑pitch轴的轴臂7和pitch轴的驱动电机1，云台200的yaw轴的轴臂5用于支撑yaw轴的驱动电机3和roll轴的驱动电机2，云台的pitch轴的轴臂7用于支撑拍摄设备9，云台200的各轴的驱动电机(pitch轴的驱动电机1、roll轴的驱动电机2、yaw轴的驱动电机3)内可以安装角度传感器，其中驱动电机内设置电路板，角度传感器可以与电路板电性连接，在云台的驱动电机转动时，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、光电编码器中的一种或多种。其中，云台可以通过基座4与手持棍(未示出)连接或可移动平台连接。

需要说明的是，本发明实施例中对步骤S101和步骤S102的顺序可以按顺序先后执行，其中具体的先后顺序不作具体的限定，另外步骤101和步骤S102也可以同时执行。

S103：根据第一姿态信息和转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

具体地，在测量得到云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度后，根据转动角度和利用陀螺仪确定云台的第一姿态信息确定陀螺仪的误差姿态信息，即该误差姿态信息可以表示陀螺仪的漂移。

S104：根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

具体地，由于陀螺仪在进行数据测量时，由于陀螺仪存在漂移，导致测量出的姿态信息并不准确，因此，在确定表示陀螺仪漂移的误差姿态信息后，即可使用闭环控制策略，根据误差姿态信息对通过陀螺仪测量得到的第一姿态信息进行修正以得到云台当前的姿态信息。其中，具体地，可利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波或平滑滤波中的至少一种根据所述误差姿态信息对第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

本发明的实施例中，通过云台的一个或多个轴的驱动电机转动的角度和第一姿态信息，确定姿态传感器的误差姿态信息，根据误差姿态信息对第一姿态信息进行修正，可以有效地避免现有技术中使用加速度计对陀螺仪获得的姿态信息进行修正时存在的漂移问题，能够使修正后得到的云台姿态能够长时间地保持稳定，这样可以使架设在云台上的拍摄设备可以长时间地拍摄固定机位的场景而不产生拍摄设备的拍摄角度漂移问题，通过该技术方案，云台既可以拍摄运动机位的场景又可以长时间地拍摄固定机位的场景，扩大了云台的应用范围。

在某些实施例中，根据转动角度确定云台的参考姿态信息，根据参考姿态信息和第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息。

具体地，当使用云台架设拍摄设备对固定场景进行拍摄时，陀螺仪测量出的第一姿态信息对出现漂移，因此，在对云台的陀螺仪测量得到的第一姿态信息进行修正时，必须给定一个姿态信息修正的参考标准，即参考姿态信息，本实施例中通过云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度来确定参考姿态信息，在确定参考姿态信息后，将参考姿态信息和陀螺仪测量得到的第一姿态信息进行比较，通过比较确定参考姿态信息与第一姿态信息之间的误差姿态信息。下面将详细解释通过云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度确定参考姿态信息的具体过程。

在某些实施例中，根据转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

将转动角度中的每一个换算相应的四元数，根据转动角度的四元数确定云台的参考姿态信息。

其中，在确定云台的三个轴(pitch轴、yaw轴、roll轴)的驱动电机的转动角度后，可以将三个轴的驱动电机的转动角度分别换算成对应的四元数，根据换算后得到三个四元数确定参考姿态信息。

在某些实施例中，根据转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

设置云台的基座的姿态信息，根据基座的姿态信息和所述转动角度确定云台的参考姿态信息。

其中，此处的云台的基座的姿态信息可以固化在云台的处理器或存储器中，也可以是通过与云台连接的控制终端、云台上配置的交互装置进行设置的。具体的，云台的基座的姿态信息可以与基座的安装情况相关，在使用云台架设拍摄设备长时间拍摄固定机位的场景时，通常认为云台的基座是近似固定不动的，因此可以将云台的基座的姿态信息设置为一个固定的姿态信息，此时，当云台的基座的姿态信息已知且固定时，在确定云台的各个轴的驱动电机的转动角度时，即可以计算得到云台的参考姿态信息。下面将详细介绍根据所述转动角度和云台的基座的姿态信息确定参考姿态信息的具体过程。

在某些实施例中，根据设置云台的基座的姿态信息，根据基座的姿态信息和转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

设置云台的基座的姿态的四元数，根据基座的姿态的四元数和转动角度中每一个换算得到的四元数确定云台的参考姿态信息。

具体的，可以利用安装在云台的各轴的驱动电机上的角度传感器确定每一个驱动电机转动的角度，将每一个角度换算成相应的四元数，例如云台为三轴云台，根据安装在三个驱动电机上的角度传感器分别测量云台的yaw轴、pitch轴和roll轴的驱动电机转动的角度，通过换算即可以得到yaw轴、pitch轴和roll轴的驱动电机转动的角度对应的四元数，设置云台的基座的四元数，例如基座的姿态的四元数可以设置为(1,0,0,0)。进一步地，将所述基座的姿态的四元数与转动角度中每一个换算得到的四元数分别相乘，根据相乘后得到的四元数确定所述参考姿态信息，即将基座的姿态的四元数分别与yaw轴、pitch轴和roll轴的驱动电机转动的角度对应的四元数相乘，由于四元数的相乘是表示旋转，通过四元数相乘，即可以知道有效负载在基座的基础上分别以yaw轴、pitch轴和roll轴为旋转轴线进行旋转后的姿态信息，因而，相乘以后得到的四元数即可以表示云台的参考姿态的四元数，即根据相乘后得到的四元数确定云台的参考姿态信息。

在某些实施例中，根据参考姿态信息和第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息的步骤包括：

根据参考姿态的四元数和第一姿态四元数确定误差姿态信息。

其中，误差姿态信息为第一姿态信息与参考姿态信息之间的姿态差信息，当云台的参考姿态信息以四元数的形式表示，第一姿态以四元数的形式进行表示时，则在可以根据参考姿态的四元数和第一姿态四元数确定误差姿态信息，具体地，可以将参考姿态的四元数与第一姿态信息的四元数相乘，根据相乘得到的四元数来确定误差姿态信息，相乘后的四元数可以表示参考姿态与第一姿态之间的误差姿态，相乘后得到的四元数即为误差姿态的四元数，根据误差姿态的四元数即可以换算出误差姿态对应的欧拉角，根据确定的误差姿态信息的四元数或欧拉角即可以对陀螺仪的第一姿态信息进行修正。另外，在确定参考姿态的四元数时，可以将参考姿态的四元数换成对应的欧拉角，根据陀螺仪确定第一姿态信息对应的欧拉角，通过比较参考姿态的四元数换成对应的欧拉角和第一姿态信息对应的欧拉角即可以得到参考姿态与第一姿态之间的误差姿态，该误差姿态能够表示陀螺仪的漂移，通过换算可以将参考姿态的欧拉角与第一姿态信息对应的欧拉角之差转换成误差姿态信息对应的四元数。

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xi+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：q1*q2＝(S1+V1)*(S2+V2)＝S1*S2-V1*V2+V1XV2+S1*V2+S2*V1。

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

下面将介绍根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息的其中一种实施例，本领域技术人员还可以采用本实施例以外的技术手段根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。具体的，如图3所示，在0到t1时间内，由于陀螺仪在测量时，输出数据存在漂移，如果不对陀螺仪的测量的第一姿态信息进行修正，则在0到t1时间内，通过陀螺仪确定的第一姿态信息att1可能如图所示，其中第一姿态信息att1的曲线只是为了进行示意性说明。因此必须要对陀螺仪测量得到的第一姿态信息进行修正。当在t1时刻，通过如前所述的方法计算得到参考姿态信息att1-mot1，通过陀螺仪测量得到的第一姿态信息att1-gyr1，通过比较参考姿态信息att1-mot1和第一姿态信息att1-gyr之间的误差姿态信息att1-d1，在t1到t2时间内，根据误差姿态信息att1-d1对陀螺仪输出的第一姿态信息att1-gyr进行修正得到修正后的云台的当前姿态信息att1-r1，若在t1到t2时间内不对第一姿态信息att1-gyr进行修正时，陀螺仪输出的数据将继续漂移，其得到的第一姿态信息则为att1-f。当在t2时刻时，可以通过如前所述的方法计算参考姿态信息att1-mot2，通过陀螺仪测量得到的第一姿态信息att1-gyr2，通过比较参考姿态信息att1-mot2和第一姿态信息att1-gyr2之间的误差姿态信息att1-d2，则在t2到t3时间(未示出)内可以根据误差姿态信息att1-d2对第一姿态信息进行修正得到云台的当前姿态信息att1-r2，如此，重复上述修正过程，即可以得到修正后的第一姿态信息。另外，还可以对修正后得到的姿态信息进行滤波，将滤波后的姿态信息作为云台的当前姿态信息。这样能够使云台的当前的姿态信息更加平滑，减小修正过程中可能产生的误差。

在某些实施例中，步骤S104中根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息包括：

根据误差姿态信息确定单位时间的误差姿态修正量，根据误差姿态信息修正量对第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

其中，继续参考图3，在t1时刻，误差姿态信息为att1-d1，则在0到t1时间内，相对于参考姿态信息，第一姿态信息的漂移量为att1-d1，则在在0到t1时间内，单位时间的误差修正量为att1-d1/t1，在确定单位时间的误差姿态修正量后，在t1到t2时间内，即可以根据单位时间的误差姿态修正量对陀螺仪确定的第一姿态信息进行修正，具体地，可以将每一时刻陀螺仪确定的第一姿态信息减去或加上误差姿态修正量以得到云台当前姿态信息。

在某些实施例中，S104中根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息包括：

利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波、平滑滤波中的一种或多种根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。具体地，可以采用如下几种可行的方式利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波、平滑滤波中的一种或多种根据误差姿态信息修正第一姿态信息：

一种可行的方式是：对修正后的姿态信息进行滤波，例如，可以将每一时刻姿态传感器确定的第一姿态信息减去或加上误差姿态修正量得到修正后的姿态信息，对每一时刻修正后的姿态信息进行滤波，将滤波后的姿态信息作为云台的当前姿态信息；

另一种可行的方式：对单位时间的误差姿态修正量进行滤波，根据滤波后的误单位时间的误差姿态修正量对姿态传感器确定的第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

本发明的实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令可被处理器执行以完成上述控制方法。

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，其中云台400包括：

姿态传感器401，用于确定云台的第一姿态信息；

角度传感器402，用于确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度；

处理器403，用于：

根据第一姿态信息和转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

根据转动角度确定云台的参考姿态信息，根据参考姿态信息和第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

将转动角度中的每一个换算相应的四元数，根据转动角度的四元数确定云台的参考姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

设置云台的基座的姿态信息；

根据基座的姿态信息和转动角度确定云台的参考姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

设置云台的基座的姿态的四元数，根据基座的姿态的四元数和转动角度中每一个换算得到的四元数确定云台的参考姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

将基座的姿态的四元数与转动角度中每一个换算得到的四元数分别相乘，根据相乘后得到的四元数确定参考姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

根据参考姿态四元数和第一姿态四元数确定误差姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

将参考姿态四元数与第一姿态四元数相乘，根据相乘后的四元数确定误差姿态信息。

可选地，误差姿态信息为第一姿态信息与参考姿态信息之间的姿态差信息。

可选地，处理器403，具体用于：

根据误差姿态信息确定单位时间的误差姿态修正量，根据误差姿态信息修正量对第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

可选地，处理器403，具体用于：

利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波、平滑滤波中的一种或多种根据误差姿态信息修正第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

可选地，角度传感器包括电位计、霍尔传感器、光电编码器中的至少一种。

需要说明地，本发明实施例的云台400可由上述实施例的云台的控制方法实现，其未展开的部分请参考以上实施例中控制方法相同或类似的部分，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施例的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施例中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施例中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (24)

1.一种云台的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

确定云台的第一姿态信息；

确定云台的一个或多个轴的驱动电机的转动角度；

根据所述第一姿态信息和所述转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述第一姿态信息和所述转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息的步骤包括：

根据所述转动角度确定云台的参考姿态信息，根据所述参考姿态信息和所述第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述根据所述转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

将所述转动角度中的每一个换算相应的四元数，根据所述转动角度的四元数确定云台的参考姿态信息。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述根据所述转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

设置云台的基座的姿态信息；

根据所述基座的姿态信息和所述转动角度确定云台的参考姿态信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述设置云台的基座的姿态信息，根据所述基座的姿态信息和所述转动角度确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

设置云台的基座的姿态的四元数，根据所述基座的姿态的四元数和所述转动角度中每一个换算得到的四元数确定云台的参考姿态信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述根据所述基座的姿态的四元数和所述转动角度中每一个换算得到的四元数确定云台的参考姿态信息的步骤包括：

将所述基座的姿态的四元数与所述转动角度中每一个换算得到的四元数分别相乘，根据相乘后得到的四元数确定所述参考姿态信息。

7.根据权利要求所述2-6任一项所述的方法，其特征在于，

所述根据所述参考姿态信息和所述第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息的步骤包括：

根据所述参考姿态的四元数和所述第一姿态的四元数确定所述误差姿态信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

根据所述参考姿态的四元数和所述第一姿态的四元数确定所述误差姿态信息的步骤包括：

将所述参考姿态的四元数与第一姿态的四元数相乘，根据相乘后的四元数确定所述误差姿态信息。

9.根据权利要求2-8任一项所述的方法，其特征在于，

所述误差姿态信息为第一姿态信息与参考姿态信息之间的姿态差信息。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，

所述根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息的步骤包括：

根据所述误差姿态信息确定单位时间的误差姿态修正量，根据所述误差姿态信息修正量对第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，

所述根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息的步骤包括：

利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波、平滑滤波中的一种或多种根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法去，其特征在于，

所述确定云台的一个或多个轴的驱动电机转动的角度包括：

利用电位计、霍尔传感器、光电编码器中的至少一种确定云台***的一个或多个轴的驱动电机转动角度。

13.一种云台，其特征在于，包括：

姿态传感器，用于确定云台的第一姿态信息；

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；

处理器，用于：

根据所述第一姿态信息和所述转动角度确定姿态传感器的误差姿态信息；

根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

14.根据权利要求13所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

根据所述转动角度确定云台的参考姿态信息，根据所述参考姿态信息和所述第一姿态信息确定姿态传感器的误差姿态信息。

15.根据权利要求14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换算相应的四元数，根据所述转动角度的四元数确定云台的参考姿态信息。

16.根据权利要求14或15所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

设置云台的基座的姿态信息；

根据所述基座的姿态信息和所述转动角度确定云台的参考姿态信息。

17.根据权利要求16所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

设置云台的基座的姿态的四元数，根据所述基座的姿态的四元数和所述转动角度中每一个换算得到的四元数确定云台的参考姿态信息。

18.根据权利要求17所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

将所述基座的姿态的四元数与所述转动角度中每一个换算得到的四元数分别相乘，根据相乘后得到的四元数确定所述参考姿态信息。

19.根据权利要求所述14-18任一项所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

根据所述参考姿态的四元数和所述第一姿态的四元数确定所述误差姿态信息。

20.根据权利要求19所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

将所述参考姿态的四元数与第一姿态的四元数相乘，根据相乘后的四元数确定所述误差姿态信息。

21.根据权利要求14-20任一项所述的云台，其特征在于，

所述误差姿态信息为第一姿态信息与参考姿态信息之间的姿态差信息。

22.根据权利要求13-21任一项所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

根据所述误差姿态信息确定单位时间的误差姿态修正量，根据所述误差姿态信息修正量对第一姿态信息进行修正以得到云台的当前姿态信息。

23.根据权利要求13-22任一项所述的云台，其特征在于，

所述处理器，具体用于：

利用扩展卡尔曼滤波、互补滤波、平滑滤波中的一种或多种根据所述误差姿态信息修正所述第一姿态信息以得到云台的当前姿态信息。

24.根据权利要求13-23任一项所述的云台，其特征在于，

所述角度传感器包括电位计、霍尔传感器、光电编码器中的至少一种。