CN113848998B - 一种微型云台位置角度自检方法及装置 - Google Patents

一种微型云台位置角度自检方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例属于云台控制技术领域,具体提供了一种微型云台位置角度自检方法,包括以下步骤:获取云台的电机霍尔传感器数据;在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据,并根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。本发明实施例还提供了一种微型云台位置角度自检装置。相比传统的云台位置角度获取方法,本发明中云台自检获取机械角度方法,传感器占用体积更小,传感器应用率高,同时也节约了成本,实现了云台精密化小型化。

Description

一种微型云台位置角度自检方法及装置
技术领域
本发明应用于微型云台,具体是一种微型云台位置角度自检方法及装置,用于云台自检获得云台当前机械位置角度,以应用于云台控制中,本发明实施例多应用于无人机、稳定平台、机器人、工业控制等领域。
背景技术
目前云台微型化是无人机小型化上一个难题,阻碍云台小型化的原因主要是由于市场上现有的角度传感器(如磁编码器,电位计等)体积或空间占用较大,一般的三轴云台中需要使用3个角度传感器单元,用于测量云台三轴角度,这也使得微型云台体积难以做小。
市场中无人机体积越来越小,重量越来越轻,导致无人机对云台的体积要求同样要求越来越小,重量越来越轻,这也间接导致了原本角度测量传感器的方案及磁编码传感器方案缺陷越来越明显逐步被抛弃。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型云台位置角度自检方法及装置,以解决目前无人机体积越来越小,导致无人机对云台的体积要求同样要求越来越小,重量越来越轻,这也间接导致了原本角度测量传感器的方案及磁编码传感器方案缺陷越来越明显逐步被抛弃的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供了如下的技术方案。
第一方面,本发明实施例提供了一种微型云台位置角度自检方法,所述的自检方法包括以下步骤:
获取云台的电机霍尔传感器数据;
在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据,并根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台转动至机械极限角度的位置判断方法如下:
通过霍尔传感器获取云台沿目标方向运动的传感器数据;
在所述传感器数据在预设时间段内的变化幅度小于阈值时,确定所述云台的转动至极限角度的位置。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台运动至极限位置判断方法所采用的公式如下:
Gyro≤α;
HallA-LastHallA≤δ;
HallB-LastHallB≤δ;
T=T+1,当T>β时,云台达到极限位置;
其中,Gyro为陀螺传感器角速度数据;HallA、HallB为电机霍尔传感器霍尔数据;LastHallA、LastHallB为上一时刻霍尔传感器数据,获取所述上一时刻霍尔传感器数据的时间节点与获取当前霍尔传感器霍尔数据的时间节点的时间间隔为50ms以上;α为陀螺静止判据,取α=0-1°/s;δ为霍尔传感器变化值判据,取δ=1-10mT;T为连续满足判据的次数,当T满足设定的次数β时,判定为达到极限位置。
在本发明提供的一些实施例中,所述记录霍尔传感器数据的步骤包括:
云台在采集霍尔数据时采集2路霍尔信号;
云台在获得霍尔数据后,第一时间根据Ha,Hb信号计算当前磁场所处的位置,其中,Hc=-Ha-Hb;
由于Ha,Hb,Hc磁场信号均为标准正弦信号,将Ha,Hb信号分为6个区间。
在本发明提供的一些实施例中,所述将Ha,Hb信号分为6个区间的记录方法如下:
第1区间:Ha>0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围0-60°;
第2区间:Ha>0,Hb<0,Hc<0,对应正弦角度范围60-120°;
第3区间:Ha>0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围120-180°;
第4区间:Ha<0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围180-240°;
第5区间:Ha<0,Hb>0,Hc>0,对应正弦角度范围240-300°;
第6区间:Ha<0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围300-360°。
在本发明提供的一些实施例中,所述根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息的步骤包括:
根据Ha,Hb信号计算当前反三角函数所对应的角度,计算Ha、Hb所对应当前角度的平均值,再将角度扩展至区间位置所对应的正弦角度范围得到霍尔解算角度Hall_Angle。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台自主运动至极限位置过程中还需计算0°跳变至360°和360°跳变至0°的次数n,其中,n为整数;
当0°跳变至360°次数n减1;
当360°跳变至0°次数n加1。
在本发明提供的一些实施例中,所述跳变进行判断时,使用如下公式:
Hall_Angle-Last_Hall_Angle>A,对应0°跳变至360°,n=n-1;
Hall_Angle-Last_Hall_Angle<-A,对应360°跳变至0°,n=n+1;
其中,Hall_Angle为当前霍尔解算角度,Last_Hall_Angle为上一时刻霍尔解算角度,A为角度跳变判据,A为常数,A取值范围为30°-300°。
在本发明提供的一些实施例中,所述基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态的步骤包括:
对霍尔角度进行处理以获得第一极限角度至第二极限角度所经过的总霍尔角度All_Hall_Angle,其中,总霍尔角:
All_Hall_Angle=360°*n+Hall_Angle;
根据电机霍尔极对数P,求得当前的机械角度C_Angle;其中,机械角度:C_Angle=All_Hall_Angle/P;
云台处于第二极限位置时,使用第一极限位置对应的机械角度Angle_A计算云台真实位置角度Gimbal_Angle,将Angle_A从机械角度中剔除即可得到真实的云台位置角度;其中,云台真实位置角度:
Gimbal_Angle=C_Angle-Angle_A;
获得真实位置角度后,云台进入正常稳像状态。
第二方面,在本发明提供的另一个优选实施例中,提供了一种微型云台位置角度自检装置,所述的自检装置包括:
获取单元,用于获取云台的电机霍尔传感器数据;
第一记录单元,用于在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
第二记录单元,用于在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
计算单元,用于根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
解算单元,用于基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
与现有技术相比,本发明实施例提供的微型云台位置角度自检方法及装置的技术优势在于:本发明微型云台位置角度自检方法、装置中采用了一种根据无刷电机磁场获取当前机械结构角度的方法,摆脱了传统磁编码器和角度传感器的大体积形式,使得微型云台做得更小更精密。相比传统的云台位置角度获取方法,本发明中云台自检获取机械角度方法,传感器占用体积更小,传感器应用率高,同时也节约了成本,实现了云台精密化小型化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的微型云台位置角度自检方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的云台极限位置示意图;
图3是本发明实施例提供的霍尔传感器位置信息曲线图。
图4为本发明实施例提供的微型云台位置角度自检装置的结构框图;
图5为本发明实施例提供的计算机设备的结构框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中,术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来,而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素,反之亦然。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
目前,市场中无人机体积越来越小,重量越来越轻,导致无人机对云台的体积要求同样要求越来越小,重量越来越轻,这也间接导致了原本角度测量传感器的方案及磁编码传感器方案缺陷越来越明显逐步被抛弃。
为解决上述问题,本发明实施例提供了微型云台位置角度自检方法、装置,其采用了一种根据无刷电机磁场获取当前机械结构角度的方法,摆脱了传统磁编码器和角度传感器的大体积形式,使得微型云台做得更小更精密。相比传统的云台位置角度获取方法,本发明中云台自检获取机械角度方法,传感器占用体积更小,传感器应用率高,同时也节约了成本,实现了云台精密化小型化。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种微型云台位置角度自检方法的流程图。
如图1所示,在本发明提供的优选实施方式中,一种微型云台位置角度自检方法,所述的自检方法包括以下步骤:
步骤S101:获取云台的电机霍尔传感器数据;
步骤S102:在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
步骤S103:在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
步骤S104:根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
步骤S105:基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
如图1所示,为微型云台位置角度自检方法的流程图,首先获取云台电机中电机霍尔传感器数据,霍尔传感器通过检测云台无刷电机内部磁路磁信号。
进一步的,在云台中,云台各个轴向均有2个机械极限位置。
在本发明实施例中,分别称为第一机械极限角度与第二极限极限角度如图2所示,云台自检过程中首先自主运动至第一机械极限角度,记录第一机械极限角度霍尔传感器初始值;再控制云台自主运动至第二机械极限角度,运动过程中同时计算记录霍尔传感器数据,云台在自检过程中根据霍尔传感器数据及云台机械框架角度关系计算当前云台机械角度,最终云台计算出准确的机械角度信息后,云台回中进入正常工作状态。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台转动至机械极限角度的位置判断方法如下:
通过霍尔传感器获取云台沿目标方向运动的传感器数据;
在所述传感器数据在预设时间段内的变化幅度小于阈值时,确定所述云台的转动至极限角度的位置。
本方法中云台是否运动至第一机械极限角度与第二机械极限角度判断方法中,在本方法的云台中,除了本方法中所使用的霍尔传感器云台具有陀螺仪、加速度计等传感器,当云台运动至极限位置时,云台无法继续往一个方向运动,此时云台电机保持一个固定位置静止,可得云台霍尔传感器在一定时间内无大幅度变化,云台陀螺仪传感器数据基本为0。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台运动至极限位置判断方法所采用的公式如下:
Gyro≤α;
HallA-LastHallA≤δ;
HallB-LastHallB≤δ;
T=T+1,当T>β时,云台达到极限位置;
其中,Gyro为陀螺传感器角速度数据;HallA、HallB为电机霍尔传感器霍尔数据;LastHallA、LastHallB为上一时刻霍尔传感器数据,获取所述上一时刻霍尔传感器数据的时间节点与获取当前霍尔传感器霍尔数据的时间节点的时间间隔为50ms以上;α为陀螺静止判据,取α=0-1°/s;δ为霍尔传感器变化值判据,取δ=1-10mT;T为连续满足判据的次数,当T满足设定的次数β时,判定为达到极限位置。
在本发明提供的一些实施例中,所述记录霍尔传感器数据的步骤包括:
云台在采集霍尔数据时采集2路霍尔信号;
云台在获得霍尔数据后,第一时间根据Ha,Hb信号计算当前磁场所处的位置,其中,Hc=-Ha-Hb;
由于Ha,Hb,Hc磁场信号均为标准正弦信号,将Ha,Hb信号分为6个区间。
在本发明提供的一些实施例中,如图3所示,图中为云台无刷电机运动时1极对所对应的霍尔传感器曲线,其对应了1极对中360°电角度,由上曲线可知Ha+Hb+Hc=0,因此云台在采集霍尔数据时仅需采集2路霍尔信号。云台在获得霍尔数据后,第一时间根据Ha,Hb信号计算当前磁场所处的位置,Hc=-Ha-Hb,由于Ha,Hb,Hc磁场信号均为标准正弦信号,首先将Ha,Hb信号分为6个区间如图3虚线分隔所示,Ha,Hb区间记录方法,即所述将Ha,Hb信号分为6个区间的记录方法如下:
第1区间:Ha>0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围0-60°;
第2区间:Ha>0,Hb<0,Hc<0,对应正弦角度范围60-120°;
第3区间:Ha>0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围120-180°;
第4区间:Ha<0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围180-240°;
第5区间:Ha<0,Hb>0,Hc>0,对应正弦角度范围240-300°;
第6区间:Ha<0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围300-360°。
进一步的,在本发明提供的优选实施方式中,获取区间位置后,在根据Ha,Hb信号计算当前反三角函数所对应的角度,计算Ha、Hb所对应当前角度的平均值,再将角度扩展至区间位置所对应的正弦角度范围得到霍尔解算角度Hall_Angle。
因此,在本发明提供的一些实施例中,所述根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息的步骤包括:
根据Ha,Hb信号计算当前反三角函数所对应的角度,计算Ha、Hb所对应当前角度的平均值,再将角度扩展至区间位置所对应的正弦角度范围得到霍尔解算角度Hall_Angle。
在本发明提供的一些实施例中,所述云台自主运动至极限位置过程中还需计算0°跳变至360°和360°跳变至0°的次数n,其中,n为整数;
当0°跳变至360°次数n减1;
当360°跳变至0°次数n加1。
在本发明提供的一些实施例中,所述跳变进行判断时,使用如下公式:
Hall_Angle-Last_Hall_Angle>A,对应0°跳变至360°,n=n-1;
Hall_Angle-Last_Hall_Angle<-A,对应360°跳变至0°,n=n+1;
其中,Hall_Angle为当前霍尔解算角度,Last_Hall_Angle为上一时刻霍尔解算角度,A为角度跳变判据,A为常数,A取值范围为30°-300°。
本方法中云台机械角度计算方法:
获得霍尔角度后,当云台运动至第二极限位置时,云台即可计算当前精确位置信息。
具体的,在本发明实施例中,所述基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态的步骤包括:
对霍尔角度进行处理以获得第一极限角度至第二极限角度所经过的总霍尔角度All_Hall_Angle,其中,总霍尔角:
All_Hall_Angle=360°*n+Hall_Angle;
根据电机霍尔极对数P,求得当前的机械角度C_Angle;其中,机械角度:C_Angle=All_Hall_Angle/P;
云台处于第二极限位置时,使用第一极限位置对应的机械角度Angle_A计算云台真实位置角度Gimbal_Angle,将Angle_A从机械角度中剔除即可得到真实的云台位置角度;其中,云台真实位置角度:
Gimbal_Angle=C_Angle-Angle_A;
获得真实位置角度后,云台进入正常稳像状态。
图4示例性的示出了本发明实施例提供的微型云台位置角度自检装置的结构框图;
如图4所示,在本发明提供的另一个优选实施例中,提供了一种微型云台位置角度自检装置,所述的自检装置包括:
获取单元201,用于获取云台的电机霍尔传感器数据;
第一记录单元202,用于在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
第二记录单元203,用于在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
计算单元204,并根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
解算单元205,用于基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
综上所述,本发明实施例提供的微型云台位置角度自检方法及装置的技术优势在于:本发明微型云台位置角度自检方法、装置中采用了一种根据无刷电机磁场获取当前机械结构角度的方法,摆脱了传统磁编码器和角度传感器的大体积形式,使得微型云台做得更小更精密。相比传统的云台位置角度获取方法,本发明中云台自检获取机械角度方法,传感器占用体积更小,传感器应用率高,同时也节约了成本,实现了云台精密化小型化。
图5示例性的示出了本发明实施例提供的一种计算机设备的结构图。
进一步的,如图5所示,在本发明提供的再一个优选实施例中,提供了一种计算机设备,所述的计算机设备用于执行所述微型云台位置角度自检方法的处理流程。所述的计算机设备包括:
存储器401以及一个或多个处理器402;
所述存储器401,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器402执行,使得所述一个或多个处理器402实现如上述实施例提供的所述的微型云台位置角度自检方法。
其中,在本发明提供的优选实施方式中,所述的微型云台位置角度自检方法包括以下步骤:
步骤S101:获取云台的电机霍尔传感器数据;
步骤S102:在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
步骤S103:在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
步骤S104:根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
步骤S105:基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
进一步的,在本发明提供的实时例中,所述的基于物联网的工业设备管理还具有通讯接口403,用于接收控制指令。
进一步的,在本发明提供的又一个优选实施例中,提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的所述微型云台位置角度自检方法。
其中,在本发明提供的优选实施方式中,所述的微型云台位置角度自检方法包括以下步骤:
步骤S101:获取云台的电机霍尔传感器数据;
步骤S102:在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
步骤S103:在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
步骤S104:根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
步骤S105:基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,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,实际实现时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***,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。
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开的,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。
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。
在本发明实施例的一个典型的配置中,终端、服务网络的设备和计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。
计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
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。
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。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开的实施例旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述的自检方法包括以下步骤:
获取云台的电机霍尔传感器数据;
在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据,并根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态;
所述基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态的步骤包括:
对霍尔角度进行处理以获得第一极限角度至第二极限角度所经过的总霍尔角度All_Hall_Angle,其中,总霍尔角度:
All_Hall_Angle=360°*n+Hall_Angle;
根据电机霍尔极对数P,求得当前的机械角度C_Angle;其中,当前的机械角度:C_Angle=All_Hall_Angle/P;Hall_Angle为当前霍尔解算角度;
云台处于第二极限位置时,使用第一极限位置对应的机械角度Angle_A计算云台真实位置角度Gimbal_Angle,将Angle_A从机械角度中剔除即可得到真实的云台位置角度;其中,云台真实位置角度:
Gimbal_Angle=C_Angle-Angle_A;
获得真实位置角度后,云台进入正常稳像状态。
2.根据权利要求1所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述云台转动至机械极限角度的位置判断方法如下:
通过霍尔传感器获取云台沿目标方向运动的传感器数据;
在所述传感器数据在预设时间段内的变化幅度小于阈值时,确定所述云台的转动至极限角度的位置。
3.根据权利要求2所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述云台运动至极限位置判断方法所采用的公式如下:
Gyro≤α;
HallA-LastHallA≤δ;
HallB-LastHallB≤δ;
T=T+1,当T>β时,云台达到极限位置;
其中,Gyro为陀螺传感器角速度数据;HallA、HallB为电机霍尔传感器霍尔数据;LastHallA、LastHallB为上一时刻霍尔传感器数据,获取所述上一时刻霍尔传感器数据的时间节点与获取当前霍尔传感器霍尔数据的时间节点的时间间隔为50ms以上;α为陀螺静止判据,取α=0-1°/s;δ为霍尔传感器变化值判据,取δ=1-10mT;T为连续满足判据的次数,当T满足设定的次数β时,判定为达到极限位置。
4.根据权利要求3所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述记录霍尔传感器数据的步骤包括:
云台在采集霍尔数据时采集2路霍尔信号;
云台在获得霍尔数据后,第一时间根据Ha,Hb信号计算当前磁场所处的位置,其中,Hc=-Ha-Hb;
由于Ha,Hb,Hc磁场信号均为标准正弦信号,将Ha,Hb信号分为6个区间。
5.根据权利要求4所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述将Ha,Hb信号分为6个区间的记录方法如下:
第1区间:Ha>0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围0-60°;
第2区间:Ha>0,Hb<0,Hc<0,对应正弦角度范围60-120°;
第3区间:Ha>0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围120-180°;
第4区间:Ha<0,Hb>0,Hc<0,对应正弦角度范围180-240°;
第5区间:Ha<0,Hb>0,Hc>0,对应正弦角度范围240-300°;
第6区间:Ha<0,Hb<0,Hc>0,对应正弦角度范围300-360°。
6.根据权利要求5所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息的步骤包括:
根据Ha,Hb信号计算当前反三角函数所对应的角度,计算Ha、Hb所对应当前角度的平均值,再将角度扩展至区间位置所对应的正弦角度范围得到霍尔解算角度Hall_Angle。
7.根据权利要求6所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述云台自主运动至极限位置过程中还需计算0°跳变至360°和360°跳变至0°的次数n,其中,n为整数;
当0°跳变至360°次数n减1;
当360°跳变至0°次数n加1。
8.根据权利要求7所述的微型云台位置角度自检方法,其特征在于,所述跳变进行判断时,使用如下公式:
Hall_Angle-Last_Hall_Angle>A,对应0°跳变至360°,n=n-1;
Hall_Angle-Last_Hall_Angle<-A,对应360°跳变至0°,n=n+1;
其中,Hall_Angle为当前霍尔解算角度,Last_Hall_Angle为上一时刻霍尔解算角度,A为角度跳变判据,A为常数,A取值范围为30°-300°。
9.一种用于实现权利要求1-8任一项所述微型云台位置角度自检方法的微型云台位置角度自检装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取云台的电机霍尔传感器数据;
第一记录单元,用于在所述云台的三轴自主转动至第一机械极限角度时,记录第一机械极限角度霍尔传感器数据值;
第二记录单元,用于在所述云台自住转动至第二机械极限角度时,通过计算记录霍尔传感器数据;
计算单元,用于根据霍尔传感器数据及云台机械角度关系计算当前云台的机械角度信息;
解算单元,用于基于云台解算出准确的机械角度信息,并回中进入正常工作状态。
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