WO2019051640A1 - 云台的控制方法、控制器和云台 - Google Patents

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WO2019051640A1
WO2019051640A1 PCT/CN2017/101398 CN2017101398W WO2019051640A1 WO 2019051640 A1 WO2019051640 A1 WO 2019051640A1 CN 2017101398 W CN2017101398 W CN 2017101398W WO 2019051640 A1 WO2019051640 A1 WO 2019051640A1
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camera
pan
tilt
acceleration
pedestal
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苏铁
潘立忠
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深圳市大疆灵眸科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56—Accessories
    • G03B17/561—Support related camera accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U20/00—Constructional aspects of UAVs
    • B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
    • B64U20/87—Mounting of imaging devices, e.g. mounting of gimbals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/695—Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Definitions

  • the present application relates to the field of control and, more particularly, to a control method, a controller and a pan/tilt of a pan/tilt.
  • the speed of the pan/tilt smoothing is related to the set speed.
  • the faster the setting speed the faster the speed of following the target.
  • the faster setting speed can make the gimbal have a faster response, and can closely follow the shooting target and capture. To the moment of exercise, but the problem is to make the picture hard and not soft. If the follow-up speed is set to be slower, the picture taken by the gimbal can be made softer and smoother, but the problem is that the scene cannot be captured suddenly, and the shooting target is lost.
  • the embodiment of the present application provides a control method, a controller, and a pan/tilt of a pan/tilt, which can combine the acceleration of the pedestal to intelligently control the motion response speed of the gimbal, and can avoid the hardening of the shooting picture caused by setting a fixed speed too high. , not soft, and the fixed speed of the setting is too low, which brings the problem of not being able to closely follow the target.
  • a method for controlling a pan/tilt including: determining an acceleration of a base of the pan/tilt; controlling a motion response speed of the pan/tilt according to an acceleration of the base, so as to be on the pan/tilt The posture of the camera is adjusted.
  • a controller including: a determining unit, configured to determine an acceleration of a base of the pan/tilt; and a control unit, configured to control a motion response speed of the pan/tilt according to an acceleration of the base, In order to adjust the posture of the camera on the pan/tilt.
  • a pan/tilt head including a base, a rotating shaft mechanism and a controller; wherein the controller determines an acceleration of the base, and controls the movement of the rotating shaft mechanism according to the acceleration of the base
  • the motion response speed of the gimbal is described in order to adjust the posture of the camera on the pan/tilt.
  • the controller controls the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the base of the pan/tilt to adjust the posture of the camera on the pan/tilt, so that the acceleration of the pedestal can be combined.
  • the intelligent control of the motion response speed of the gimbal can avoid the setting of the fixed speed is too high, the resulting picture is hard, not soft, and the set fixed speed is too low, which brings the problem of not being able to closely follow the target.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a pan/tilt head according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method for controlling a pan/tilt according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for controlling a pan/tilt according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a controller in accordance with an embodiment of the present application.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of a controller in accordance with an embodiment of the present application.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of a drone according to an embodiment of the present application.
  • the gimbal can be a supporting device for mounting and fixing the camera.
  • the pan/tilt in the embodiment of the present application may be a handheld pan/tilt, or may be disposed on a movable object, such as a drone or a car.
  • the pan/tilt head includes at least one rotating shaft mechanism, and the rotating shaft mechanism may include a motor (for example, a brushless motor or a brushed motor) and a shaft arm.
  • a motor for example, a brushless motor or a brushed motor
  • the spindle mechanism may include a pitch mechanism, a roll mechanism, and a yaw mechanism.
  • the plurality of shaft mechanisms can be connected in series.
  • the pitch axis mechanism may include a pitch axis motor 18 and a pitch axis arm 15
  • the roll axis mechanism may include a roll axis motor 13 and a roll axis arm 14
  • the yaw axis mechanism may include yaw Axle motor 19 and yaw shaft arm 12.
  • the pan/tilt head as shown in FIG. 1 may further include a base 11, wherein when the pan/tilt is a handheld pan/tilt, the base may move along with the movement of the user's hand, and the movable platform is connected to the movable
  • the base can be rigidly attached to the movable object and move with the movement of the movable object.
  • the pan/tilt shown in FIG. 1 may further include an Inertial Measurement Unit (IMU) 16, which has no relative motion with the camera and can be used to measure the posture of the camera.
  • IMU Inertial Measurement Unit
  • the IMU 16 can be rigidly attached to the camera's securing mechanism.
  • an IMU (not shown) may be disposed on the base on the platform as shown in FIG. 1, and the IMU has no relative motion with the base.
  • the IMU can be rigidly attached to the base.
  • the gimbal is a handheld gimbal
  • the user when shooting a moving target, the user can rotate the gimbal, that is, rotate the base of the gimbal, and the controller can control the pivot mechanism of the gimbal, which can make the target posture and base of the camera The posture of the seat matches.
  • the hand-held stick or the hand-held ring can be connected with the base, and the user can control the movement of the gimbal by using a hand stick or a hand-held ring.
  • the pan/tilt when the pan/tilt is set on a movable object, it can be moved when the camera shoots the target.
  • the animal body can move to drive the movement of the gimbal, that is, the movement of the base of the gimbal.
  • the controller can control the pivot mechanism of the gimbal, and can match the target posture with the posture of the base.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method 200 for controlling a pan/tilt according to an embodiment of the present application.
  • the pan/tilt control method 200 includes at least part of the following.
  • the controller determines the acceleration of the base of the pan/tilt.
  • the controller may determine the angular velocity of the base by using the second IMU, wherein the second IMU has no relative motion with the base; and the acceleration of the base is determined by the change of the angular velocity of the base.
  • the controller can directly obtain the angular velocity of the pedestal by using the second IMU.
  • the second IMU can be rigidly fixed on the base.
  • the IMU can be added to the pan/tilt or the hand-held ring.
  • acceleration, angular velocity or attitude mentioned in the embodiments of the present application may be measured by other devices than the IMU, such as a gyroscope or the like.
  • the controller controls the motion response speed of the pan/tilt to facilitate adjustment of the pose of the camera on the pan/tilt.
  • the controller can control the motion of the motor of the gimbal based on the acceleration of the pedestal, so that the motion response speed of the pan/tilt can be controlled.
  • the controller controls the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the base of the pan/tilt to adjust the posture of the camera on the pan/tilt, so that the acceleration of the pedestal can be combined.
  • the intelligent control of the motion response speed of the gimbal can avoid the problem that if the fixed speed of the setting is too high, the resulting picture is hard, not soft, and the fixed speed of the setting is too low, the problem that cannot be closely followed can be brought.
  • the rotation of the pedestal can be reduced to reduce the follow-up speed of the gimbal to improve the smoothness of the gimbal following shooting.
  • the pass can be After the rotation of the pedestal and the follow-up speed, the pan/tilt will automatically recognize the photographer's intention and automatically enter the fast-following state, avoiding the problem that the gimbal often “cannot keep up”.
  • the controller may control the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the pedestal and the angular velocity of the camera.
  • the controller may determine the acceleration of the base based on the IMU having no relative motion with respect to the base, and determine the angular velocity of the camera based on the IMU having no relative motion with respect to the camera, thereby based on the angular velocity of the base, and The angular velocity of the camera controls the motion response speed of the gimbal.
  • not only the acceleration of the pedestal but also the angular velocity of the camera is further considered to control the motion response speed of the gimbal, and a more reasonable control of the motion response speed of the gimbal can be realized.
  • the controller controls the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the pedestal and according to the relationship between the angular velocity of the camera and the angular velocity of the pedestal.
  • the motion response speed of the gimbal is adjusted.
  • the angular velocity omega_base of the IMU output base that has no relative motion with the pedestal
  • the angular velocity omega_Scamera of the IMU output camera without relative motion of the gimbal if the angular velocity omega_base of the pedestal suddenly becomes larger (that is, the acceleration exceeds a certain value), Far greater than the camera's angular velocity omega_camera (that is, the difference between the two exceeds a certain value), indicating that the movable object or the user quickly rotates the base of the gimbal, and the angular velocity of the camera is much smaller than the angular velocity of the pedestal, in order to prevent the camera
  • the motion response speed of the gimbal can be increased, so that a sudden switch from slow follow to fast follow can be achieved.
  • the motion response speed of the pan/tilt is controlled according to the angular velocity of the pedestal and the rate of change of the angular velocity of the camera.
  • the motion response speed of the pan/tilt is not adjusted.
  • the angular velocity omega_base of the IMU output pedestal with no relative motion to the pedestal, and the angular velocity omega_camera of the IMU output camera without relative motion of the pylon if the angular velocity omega_base of the pedestal is reduced, but the angular velocity omega_camera of the camera is unchanged, then The motion response speed of the gimbal is not adjusted to prevent the camera from following a sudden change in speed.
  • the motion response speed of the gimbal is not adjusted.
  • the motion response speed of the pan/tilt is not adjusted.
  • the pan-tilt can also be directly adjusted in combination with the angular velocity of the camera.
  • the speed of motion response is based on the change rate of the angular velocity of the camera, or the relationship between the angular velocity of the camera and the angular velocity of the pedestal.
  • the motion response speed of the gimbal is not adjusted.
  • the acceleration of the pedestal and the angular velocity of the camera determine whether to adjust the motion response speed of the pan-tilt as an example, in the embodiment of the present application, the acceleration of the pedestal and the camera may also be combined.
  • the angular velocity determines the specific amount that needs to be adjusted for the motion response speed of the gimbal.
  • the controller determines the amount of the posture that the camera needs to adjust; and controls the motion response speed of the pan/tilt according to the amount of the posture that the camera needs to adjust, and the acceleration of the pedestal.
  • the controller controls the motion response speed of the gimbal, it can be based not only on the acceleration of the pedestal but also on the amount of posture that the camera needs to adjust.
  • the amount of posture that the camera needs to adjust indicates how much the camera's posture is adjusted.
  • the camera can follow the target object that needs to be photographed.
  • the amount of gesture that the camera needs to adjust may be input by the user, for example, inputting an amount of gesture that needs to be adjusted by the camera in an input system connected to the controller.
  • the amount of gesture that the camera needs to adjust may be obtained based on the posture of the pedestal and the actual posture of the camera to achieve follow-up of the posture of the camera to the pedestal.
  • the actual posture of the pedestal can be subtracted from the actual posture of the camera to obtain the amount of posture that the camera needs to adjust.
  • the actual posture of the pedestal can be subtracted from the actual posture of the camera, and the dead zone can be subtracted to obtain the amount of posture that the camera needs to adjust.
  • the dead zone determines the gimbal. In the range where the camera deviates from the center point, it is not followed. Therefore, after subtracting the dead zone from the actual posture of the pedestal, the dead zone is further subtracted, and the amount of posture that the camera really needs to adjust can be obtained.
  • the actual pose of the camera can be obtained by an IMU that has no relative motion to the camera.
  • the controller performs integral correction according to the gyroscope and the accelerometer on the IMU to obtain the posture of the IMU. Since the camera is rigidly fixed on the pan-tilt camera fixing mechanism, the IMU posture is equal to the posture of the camera.
  • the actual attitude of the pedestal can be derived from the actual attitude of the camera and the data of the motor shaft of the gimbal.
  • the actual posture of the pedestal can be based on the actual posture of the camera and the data of the motor shaft (for example, pitch axis, The data for the yaw axis and the roll axis are obtained.
  • the actual posture of the pedestal can be obtained by the IMU having no relative motion with the pedestal.
  • the actual posture of the camera can be obtained by the IMU having no relative motion with the camera.
  • the actual attitude of the pedestal can be obtained by an IMU that has no relative motion with the pedestal, and the actual attitude of the camera can be derived from the actual attitude of the pedestal and the data of the motor shaft.
  • the controller may determine, according to the acceleration of the pedestal, an adjustment degree of adjusting the preset speed coefficient of the pan/tilt by using a preset acceleration coefficient of the pan/tilt;
  • the acceleration coefficient and the adjustment degree are set to adjust the preset speed coefficient; and the motion response speed of the pan/tilt is adjusted by using the adjusted speed coefficient and the posture amount that the camera needs to adjust.
  • the speed coefficient determines the rapid responsiveness of the gimbal to drive the camera to follow the target, and may be the speed of the hand, but may not be the speed in the conventional sense.
  • the square of the velocity coefficient is multiplied by the square of the amount of gesture that needs to be adjusted, that is, the amount of gesture that needs to be adjusted in the next control time slice.
  • the controller's control of the motion of the pan/tilt may be controlled in units of time slices. Calculating the amount of motion of each time slice pan/tilt can be equivalent to determining the motion response speed of the pan/tilt.
  • the amount of posture that the camera needs to adjust may be calculated in real time (where the actual posture of the pedestal and the real-time posture of the camera may be obtained in real time), and/or the angular velocity of the pedestal may be calculated in real time.
  • the angular velocity of the camera, where real-time is the pointer for each time slice is calculated once, different time slices, these values may be different.
  • the acceleration coefficient may reflect a maximum speed coefficient that the gimbal can reach when accelerating the camera following the target, and the acceleration coefficient may represent the acceleration, but the acceleration coefficient may not be the acceleration in the traditional sense.
  • the acceleration and coefficient and the amount of posture the camera needs to adjust yields the adjusted speed coefficient.
  • the user may preset the speed coefficient and/or the acceleration coefficient.
  • the controller may adjust the acceleration coefficient and/or the speed coefficient preset by the user in real time.
  • the controller may determine the adjustment degree of the acceleration coefficient to the speed coefficient by using the acceleration of the pedestal, and adjust the speed coefficient based on the product of the acceleration coefficient and the adjustment degree.
  • the product of the acceleration coefficient and the adjustment degree may be multiplied by the amount of the posture that the camera needs to adjust, and the obtained value is added to the preset speed coefficient, that is, the adjusted speed coefficient.
  • the degree of adjustment of the acceleration coefficient to the speed coefficient may be further determined based on the angular velocity of the camera.
  • the controller determines the degree of adjustment based on the acceleration of the pedestal and based on the relationship between the angular velocity of the camera and the angular velocity of the pedestal.
  • the value of the adjustment is determined to be 1.
  • the angular velocity omega_base of the IMU output base that has no relative motion with the pedestal, and the angular velocity omega_camera of the IMU output camera without relative motion of the gimbal, if the angular velocity omega_base of the pedestal suddenly becomes larger (that is, the acceleration exceeds a certain value), Far greater than the camera's angular velocity omega_camera (that is, the difference between the two exceeds a certain value), it means that the movable object or the user can quickly rotate the base of the motion, and the angular velocity of the camera is much smaller than the angular velocity of the base, so as to prevent the camera from following If you drop the target, you can set the adjustment speed_dynamic_coef to 1, and increase the motion response speed of the pan/tilt.
  • the degree of adjustment is determined based on the angular velocity of the pedestal and the rate of change of the angular velocity of the camera.
  • the adjustment degree is 0, that is, the speed coefficient is not adjusted.
  • the angular velocity omega_base of the IMU output pedestal with no relative motion to the pedestal, and the angular velocity omega_camera of the IMU output camera without relative motion of the pylon if the angular velocity omega_base of the pedestal is reduced, but the angular velocity omega_camera of the camera is unchanged, then Will The adjustment speed_dynamic_coef is set to 0, that is, the motion response speed of the gimbal is not adjusted to prevent the camera from following a sudden change in speed.
  • the value of the adjustment degree may be other values except 0 and 1, for example, a value between 0 and 1, or a value greater than 1, or may be less than 0.
  • the value can be determined by different scenarios.
  • the target posture of the camera can be obtained based on the posture of the base and/or the rocker value of the remote controller; the integrator can integrate the angular velocity of the gyroscope output in the IMU to obtain the measurement attitude of the gimbal.
  • the control response speed of the gimbal is obtained; on the basis of the control deviation, the control current is output to the three-axis motor; at this time, the three axes The motor can generate a torque based on the control current, thereby causing the gimbal to move.
  • the main control board gives a camera target posture
  • the controller for example, a closed-loop controller
  • the controller performs feedback control according to the camera target posture and the camera actual posture, thereby reducing the deviation between the actual posture and the target posture, so that the actual posture of the camera is equal to the target posture.
  • the smooth movement of the gimbal can be controlled, and the smoothing of the gimbal is a mode in which the camera target posture follows the base posture smoothly.
  • FIG. 4 is a schematic flow chart of a controller 400 in accordance with an embodiment of the present application.
  • the controller includes a determining unit 410 and a control unit 420.
  • the determining unit 410 is configured to: determine an acceleration of the base of the pan/tilt; the control unit 420420 is configured to: control the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the base to facilitate the posture of the camera on the pan/tilt Make adjustments.
  • control unit 420 is further configured to: control the motion response speed of the pan/tilt according to the acceleration of the pedestal and the angular velocity of the camera.
  • control unit 420 is further configured to: control a motion response speed of the pan/tilt according to an acceleration of the pedestal, and according to a relationship between an angular velocity of the camera and an angular velocity of the pedestal.
  • control unit 420 is further configured to: adjust the pan/tilt when the acceleration of the pedestal is greater than or equal to the first value, and the difference between the angular velocity of the pedestal and the angular velocity of the camera is greater than or equal to the second value The speed of motion response.
  • control unit 420 is further configured to: according to an angular velocity of the pedestal, and the phase The rate of change of the angular velocity of the machine controls the motion response speed of the gimbal.
  • control unit 420 is further configured to: when the acceleration of the pedestal is less than or equal to a third value, and the rate of change of the angular velocity of the camera is less than or equal to the fourth value, the motion response speed of the pan/tilt is not adjusted. .
  • the determining unit 410 is further configured to: determine an angular velocity of the camera by using the first inertial measurement unit IMU, wherein the first IMU has no relative motion with the camera.
  • the determining unit 410 is further configured to: determine, by using the second IMU, an acceleration of the pedestal.
  • the determining unit 410 is further configured to: determine an amount of the posture that the camera needs to adjust; the control unit 420 is further configured to: control the pan/tilt according to the amount of the posture that the camera needs to adjust, and the acceleration of the pedestal Motion response speed.
  • control unit 420 is further configured to: determine, according to an acceleration of the pedestal, or according to an acceleration of the pedestal and an angular velocity of the camera, a preset of the pan/tilt by using a preset acceleration coefficient of the pylon Adjusting the speed coefficient to adjust; according to the preset acceleration coefficient and the adjustment degree, adjusting the preset speed coefficient; using the adjusted speed coefficient, and the amount of posture that the camera needs to adjust, the pan/tilt The speed of the motion response is adjusted.
  • control unit 420 is further configured to: multiply the product of the adjustment degree and the preset acceleration coefficient by the amount of the posture to be adjusted to obtain a fifth value; and the fifth value and the preset value The speed coefficients are added together to obtain the adjusted speed coefficient.
  • control unit 420 is further configured to: adjust a motion response speed of the pan/tilt according to a value obtained by multiplying a square of the adjusted speed coefficient by a square of the posture quantity to be adjusted.
  • the determining unit 410 is further configured to: determine an actual posture of the camera; determine an actual posture of the base; determine an amount of posture that the camera needs to adjust according to an actual posture of the base, and an actual posture of the camera .
  • the determining unit 410 is further configured to: subtract the actual posture of the pedestal from the actual posture of the camera, and subtract the amount obtained by the dead zone, and determine the amount of the posture that the camera needs to adjust.
  • the determining unit 410 is further configured to: determine an actual posture of the first IMU as an actual posture of the camera, where there is no relative motion between the first IMU and the camera.
  • the determining unit 410 is further configured to: obtain an actual posture of the base according to an actual posture of the first IMU, and data of a motor shaft of the pan/tilt, wherein the first IMU and the first IMU There is no relative motion between the cameras.
  • the determining unit 410 is further configured to: acquire the acceleration coefficient preset by the user and the speed coefficient preset by the user.
  • the cloud platform 400 is a handheld cloud platform.
  • controller 400 can implement corresponding operations implemented by the controller in the foregoing method embodiments, and details are not described herein for brevity.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a controller 500 in accordance with an embodiment of the present application.
  • the controller 500 includes a processor 510 and a memory 520.
  • the memory 520 can store program code, and the processor 510 can execute the program code stored in the memory 520.
  • the controller 500 can include a transceiver 530 that can control the transceiver 530 to communicate externally.
  • the processor 510 can call the program code stored in the memory 520 to perform the corresponding operations of the controller in the method embodiment.
  • the processor 510 can call the program code stored in the memory 520 to perform the corresponding operations of the controller in the method embodiment.
  • the embodiment of the present application provides a pan/tilt, which can include a base, a controller, and a rotating shaft mechanism, wherein the controller can control the motion of the rotating shaft mechanism based on the acceleration of the base, and control the motion response of the pan/tilt head.
  • Speed in order to adjust the attitude of the camera on the gimbal.
  • the pan/tilt may include at least two IMUs, including an IMU having no relative motion with the pedestal for measuring angular velocity, acceleration and/or attitude of the pedestal; and an IMU including no relative motion with the camera, Used to measure the angular velocity, acceleration and/or attitude of the camera.
  • the pan/tilt may further include an input system for the user to input a preset acceleration coefficient and a speed coefficient.
  • control method of the controller can be referred to the description in the foregoing method embodiment, and the structure of the gimbal can be referred to FIG.
  • the cloud platform may be a handheld cloud platform or a drone.
  • a detailed description will be made below with a drone according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of a drone 600 in accordance with an embodiment of the present application.
  • the drone 600 includes a pan/tilt 610 and a camera 620.
  • the description of the drone as a drone in Figure 11 is for illustrative purposes only.
  • Camera 620 can be connected to the drone via pan/tilt 610.
  • the drone 600 can also include a power system 630, a sensing system 640, and a communication system 650 and image processing device 660.
  • Power system 630 can include an electronic governor (referred to as an ESC), one or more propellers And one or more motors corresponding to one or more propellers.
  • the motor and the propeller are disposed on the corresponding arm; the electronic governor is configured to receive a driving signal generated by the flight controller, and provide a driving current to the motor according to the driving signal to control the rotation speed and/or steering of the motor.
  • the motor is used to drive the propeller to rotate, thereby powering the drone's flight, which enables the drone to achieve one or more degrees of freedom of motion.
  • the drone can be rotated about one or more axes of rotation.
  • the above-described rotating shaft may include a roll axis, a pan axis, and a pitch axis.
  • the motor can be a DC motor or an AC motor.
  • the motor can be a brushless motor or a brush motor.
  • the sensing system 640 is used to measure the attitude information of the drone, that is, the position information and state information of the drone in the space, for example, three-dimensional position, three-dimensional angle, three-dimensional speed, three-dimensional acceleration, and three-dimensional angular velocity.
  • the sensing system may include, for example, a gyroscope, an electronic compass, an Inertial Measurement Unit ("IMU"), a vision sensor, a Global Positioning System (GPS), and a barometer. At least one of them.
  • the flight controller is used to control the flight of the drone. For example, the flight of the drone can be controlled based on the attitude information measured by the sensing system. It should be understood that the flight controller may control the drone in accordance with pre-programmed program instructions, or may control the drone in response to one or more control commands from the maneuvering device.
  • Communication system 650 is capable of communicating with wireless terminal 690 via a terminal device 680 having communication system 670.
  • Communication system 650 and communication system 670 can include a plurality of transmitters, receivers, and/or transceivers for wireless communication.
  • the wireless communication herein may be one-way communication, for example, only the drone 600 may transmit data to the terminal device 680.
  • the wireless communication may be two-way communication, and the data may be transmitted from the drone 600 to the terminal device 680 or may be transmitted by the terminal device 680 to the drone 600.
  • the terminal device 680 can provide control data for one or more of the drones 600, the pan/tilt 610, and the camera 620, and can receive information transmitted by the drone 600, the pan/tilt 610, and the camera 620.
  • the control data provided by terminal device 680 can be used to control the status of one or more drones 600, pan/tilt 610, and camera 620.
  • a cloud station 610 and a camera 620 include communication modules for communicating with the terminal device 680.
  • the gimbal 960 included in the UAV shown in FIG. 6 can be referred to the description of the method embodiment above, and is not described herein for brevity.

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Abstract

一种云台(610)的控制方法(200)、控制器(400，500)和云台(610)，可以结合基座(11)的加速度，智能控制云台(610)的运动响应速度，可以避免设置的固定速度如果过高，所带来的拍摄画面生硬、不柔和，以及设置的固定速度如果过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。云台的控制方法(200)包括：确定云台(610)的基座(11)的加速度(210)；根据基座(11)的加速度，控制云台(610)的运动响应速度，以便于对云台(610)上的相机的姿态进行调整(220)。

Description

云台的控制方法、控制器和云台
版权申明
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
技术领域
本申请涉及控制领域，并且更具体地，涉及一种云台的控制方法、控制器和云台。
背景技术
相机安装在云台上进行拍摄的时候，有时需要拍摄缓慢移动目标，但有时候又需要突然加速拍摄快速移动目标。
但是云台平滑跟随的快慢跟设置的速度有关，设置速度越快，跟随目标的速度就越快，跟随速度设置较快可以让云台有较快的响应，能够紧密的跟随住拍摄目标，捕捉到运动瞬间，但是带来的问题则是让拍摄画面生硬，不柔和。如果将跟随速度设置较慢，可以让云台拍摄出来的画面更加柔和，平滑，但是带来的问题则是拍摄不了突然加速的场景，导致拍摄目标丢失。
因此，如何让云台在慢速跟随的时候能够以较低的跟随速度跟随，让拍摄的画面顺滑，又能在拍摄目标快速移动的时候，提供一个较大的跟随速度，使云台能够紧密的跟随目标，是一项需要亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种云台的控制方法、控制器和云台，可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置固定的速度过高所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
一方面，提供了一种云台的控制方法，包括：确定云台的基座的加速度；根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
另一方面，提供了一种控制器，包括：确定单元，用于确定云台的基座的加速度；控制单元，用于根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
另一方面，提供了一种云台，包括基座，转轴机构以及控制器；其中，控制器确定基座的加速度，根据所述基座的加速度，通过控制所述转轴机构的运动，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
因此，在本申请实施例中，控制器根据云台的基座的加速度，控制云台的运动响应速度，以对所述云台上的相机的姿态进行调整，从而可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置的固定速度过高，所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的云台的示意性结构图。
图2是根据本申请实施例的云台的控制方法的示意性流程图。
图3是根据本申请实施例的云台的控制方法的示意性流程图。
图4是根据本申请实施例的控制器的示意性框图。
图5是根据本申请实施例的控制器的示意性框图。
图6是根据本申请实施例的无人机的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中当一组件与另一组件“固定连接”或“连 接”，或者，一组件“固定于”另一组件时，它可以直接在另一组件上，或者也可以存在居中的组件。
除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
云台可以是安装、固定相机的支撑设备。本申请实施例的云台可以是手持云台，也可以设置在可移动物体上，例如，无人机或汽车等。
在本申请实施例中，云台包括至少一个转轴机构，转轴机构可以包括电机(例如，无刷电机，或有刷电机)和轴臂。
例如，如图1所示的云台中，该转轴机构可以包括俯仰轴(pitch)机构、横滚轴(roll)机构和偏航轴(yaw)机构。该多个转轴机构可以串联连接。
如图1所示，俯仰轴机构可以包括俯仰轴电机18和俯仰轴轴臂15，横滚轴机构可以包括横滚轴电机13和横滚轴轴臂14，以及偏航轴机构可以包括偏航轴电机19和偏航轴轴臂12。
可选地，如图1所示的云台还可以包括基座11，其中，在云台是手持云台时，基座可以随着用户手上的运动而运动，在云台连接于可移动物体时，基座可以刚性连接于可移动物体，并随着可移动物体的运动而运动。
可选地，如图1所示的云台还可以包括惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)16，该IMU16与相机无相对运动，可以用于测量相机的姿态。例如，该IMU16可以刚性固定在相机的固定机构上。
可选地，如图1所示的云台上的基座上也可以设置IMU(未示出)，该IMU与基座无相对运动。例如，该IMU可以刚性固定在基座上。
相机17安装在云台上进行拍摄的时候，有时需要拍摄缓慢移动目标，但有时候又需要突然加速拍摄快速移动目标。
在云台是手持云台时，在对运动目标进行拍摄时，用户可以转动云台，也即转动云台的基座，控制器可以控制云台的转轴机构，可以使得相机的目标姿态与基座的姿态相匹配。
其中，在云台是手持云台时，手持棍或手持环可以与基座连接，用户可以通过手持棍或手持环控制云台的运动。
同样，在云台设置在可移动物体上时，在相机对目标进行拍摄时，可移 动物体可以运动，以带动云台的运动，也即云台的基座的运动，控制器可以控制云台的转轴机构，可以使得目标姿态与基座的姿态相匹配。
以下将描述如何实现基于基座的运动，控制云台的运动的方案。
应理解，以下的实施例也可以适用于如上提到的场景(也即，由用户或可移动物体带动基座的运动，控制器控制云台的运动，使得相机的姿态匹配基座的姿态)之外的场景，只要是基于基座的运动，控制云台的运动均在本申请的保护范围之内。
图2是根据本申请实施例的云台的控制方法200的示意性流程图。该云台的控制方法200包括以下内容中的至少部分内容。
在210中，控制器确定云台的基座的加速度。
可选地，控制器可以利用第二IMU确定该基座的角速度，其中，该第二IMU与该基座无相对运动；利用该基座的角速度的变化，确定该基座的加速度。
可选地，控制器可以利用第二IMU直接得到该基座的角速度，
其中，该第二IMU可以刚性固定在基座上。
可选地，在云台为手持云台时，除了在基座上设置IMU，也可以在云台手持棍或手持环上加装IMU。
应理解，本申请实施例提到的加速度，角速度或姿态可以除IMU之外的其他器件测量的，例如陀螺仪等。
在220中，根据该基座的加速度，控制器控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
具体地说，在获取该基座的加速度之后，控制器可以基于该基座的加速度，来控制云台的电机的运动，从而可以实现控制该云台的运动响应速度。
因此，在本申请实施例中，控制器根据云台的基座的加速度，控制云台的运动响应速度，以对所述云台上的相机的姿态进行调整，从而可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置的固定速度如果过高，所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度如果过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
例如，如果摄影师觉得云台跟随的太快，那么可以通过对基座的转动，降低云台的跟随速度来提高云台跟随拍摄时的顺滑度。或者，如果摄影师在降低跟随速度后，导致需要突然快速跟随的场景跟不上的时候，那么可以通 过对基座的转动，提高跟随速度，那么云台将自动识别摄影师的用意，自动进入快速跟随状态，避免出现以往云台常常出现“跟不上”的问题。
可选地，控制器可以根据该基座的加速度，以及该相机的角速度，控制该云台的运动响应速度。
具体地说，控制器可以基于相对于基座无相对运动的IMU，确定基座的加速度，以及基于相对于相机无相对运动的IMU，确定相机的角速度，从而可以基于该基座的角速度，以及相机的角速度，来控制云台的运动响应速度。
因此，在本申请实施例中，不仅基于基座的加速度，还进一步考虑相机的角速度，来控制云台的运动响应速度，可以实现更合理的对云台的运动响应速度的控制。
可选地，控制器根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，控制该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整该云台的运动响应速度。
具体地，与基座无相对运动的IMU输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的IMU输出相机角速度omega_Scamera，如果基座的角速度omega_base突然变大(也即，加速度超过一定值)，远远大于相机的角速度omega_camera(也即，两者相差超过一定值)，则说明可移动物体或用户快速转动云台的基座，而相机的角速度又远小于基座的角速度，则为了防止相机跟丢目标，则可以加大该云台的运动响应速度，从而可以实现从慢速跟随突然切换到快速跟随。
可选地，根据该基座的角速度，以及该相机的角速度的变化率，控制该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整该云台的运动响应速度。
例如，与基座无相对运动的IMU输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的IMU输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突变减小，但是相机的角速度omega_camera不变，那么可以不调整云台的运动响应速度，防止相机的跟随速度突变。
应理解，以上描述的根据基座的加速度以及相机的角速度对云台的运动响应速度进行控制的方式仅仅是几种可选的实现方式，不应对本申请的范围 构成特别的限定。
例如，在该基座的加速度是负值时，且加速度的大于等于特定值，不调整该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度是负值时，且加速度的大于等于特定值，且该相机的角速度的变化率小于或等于特定值时，不调整该云台的运动响应速度。
还应理解，虽然以上基于相机的角速度的变化率，或者相机的角速度与基座的角速度之间的关系进行的说明，但是，在本申请实施例中，还可以直接结合相机的角速度调整云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度小于或等于特定值，且该相机的角速度小于或等于特定值且大于等于另一特定值时，不调整该云台的运动响应速度。
还应理解，虽然以上结合基座的加速度以及相机的角速度，确定是否调整该云台的运动响应速度为例进行说明，但是，在本申请实施例中，还可以结合基座的加速度以及相机的角速度，确定需要对云台的运动响应速度进行调整的具体量。
可选地，在本申请实施例中，控制器确定该相机需要调整的姿态量；根据该相机需要调整的姿态量，以及该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度。
具体地说，在控制器控制云台的运动响应速度时，不仅可以基于基座的加速度，还可以进一步基于相机需要调整的姿态量。
可选地，相机需要调整的姿态量指示相机的姿态共要调整多少量，在调整了该调整量时，相机可以跟随到该需要拍摄的目标对象。
其中，相机需要调整的姿态量可以是用户输入的，例如，在与控制器相连的输入***中输入需要使得相机调整多少的姿态量。
或者，相机需要调整的姿态量可以是基于基座的姿态与相机的实际姿态得到的，以实现相机的姿态向基座的姿态的跟随。
例如，可以将基座的实际姿态减去相机的实际姿态，得到相机需要调整的姿态量。
例如，可以将基座的实际姿态减去相机的实际姿态，以及减去死区，得到相机需要调整的姿态量。
具体地，云台在跟随过程中，存在死区的问题，死区的大小决定了云台 在相机偏离中心点多大范围内不去跟随，因此，将基座的实际姿态减去死区的姿态之后，再进一步减去死区，可以得到相机真正需要调整的姿态量。
可选地，相机的实际姿态可以由与相机无相对运动的IMU得到。
具体地，控制器根据IMU上的陀螺仪和加速度计进行积分修正获得IMU的姿态，由于相机是刚性固定在云台相机固定机构上的，因此该IMU姿态就等于相机的姿态。
可选地，基座的实际姿态可以由相机的实际姿态与该云台的电机轴的数据得到。
具体地，由于云台的电机轴的数据反映了相机的姿态相比于基座的姿态的差，因此，基座的实际姿态可以基于相机的实际姿态以及电机轴的数据(例如，pitch轴、yaw轴和roll轴的数据)得到。
当然，基座的实际姿态可以由与基座无相对运动的IMU得到，此时，相机的实际姿态可以由与相机无相对运动的IMU得到。
或者，基座的实际姿态可以由与基座无相对运动的IMU得到，以及相机的实际姿态可以由基座的实际姿态以及电机轴的数据得到。
可选地，在本申请实施例中，控制器可以根据该基座的加速度，确定利用该云台的预设的加速度系数对该云台的预设的速度系数进行调整的调整度；根据预设的该加速度系数以及该调整度，调整预设的该速度系数；利用调整的该速度系数，以及该相机需要调整的姿态量，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，在本申请实施例中，速度系数决定了云台在带动相机跟随目标的快速响应性，可以表针速度，但是可以不是传统意义上的速度。
例如，速度系数的平方乘以需要调整的姿态量的平方得到的值，即在下一个控制时间片中需要调整的姿态量。
应理解，在本申请实施例中，控制器对云台的运动的控制，可以是以时间片为单位进行控制的。计算每个时间片云台的运动量量可以相当于确定云台的运动响应速度。
可选地，在每个时间片中，可以实时计算相机需要调整的姿态量(其中，可以通过实时得到基座的实际姿态以及相机的实时姿态来实现)，和/或实时计算基座的角速度和相机的角速度，其中，实时是指针对每个时间片均计算一次，不同的时间片，这些数值可能是不相同的。
可选地，在本申请实施例中，加速度系数可以反映云台在加速带动相机跟随目标的时候能达到的最大速度系数，加速度系数可以表征加速度，但是加速度系数可以不是传统意义上的加速度。
例如，加速度与系数与相机需要调整的姿态量，加上预设的或之前的速度系数，即得到的是调整后的速度系数。
可选地，在本申请实施例中，用户可以预设速度系数和/或加速度系数，在移动过程中，控制器可以实时调整用户预设的加速度系数和/或速度系数。
具体地，控制器可以利用基座的加速度，确定加速度系数对速度系数的调整度，基于该加速度系数以及该调整度的乘积，对该速度系数调整。
例如，可以将该加速度系数以及该调整度的乘积与相机需要调整的姿态量相乘，得到的值，与预设的速度系数相加，即为调整后的速度系数。
可选地，除了基于基座的加速度，可以进一步基于相机的角速度，来确定加速度系数对速度系数的调整度。
在一种实现方式中，控制器根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，确定该调整度。
例如，在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，确定该调整度的值为1。
具体地，与基座无相对运动的IMU输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的IMU输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突然变大(也即，加速度超过一定值)，远远大于相机的角速度omega_camera(也即，两者相差超过一定值)，则说明可移动物体或用户快速转动运动的基座，而相机的角速度又远小于基座的角速度，则为了防止相机跟丢目标，则可以将调整度speed_dynamic_coef设置为1，加大该云台的运动响应速度。
可选地，根据该基座的角速度，以及该相机的角速度的变化率，确定该调整度。
例如，在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，确定该调整度为0，也即不对速度系数进行调整。
例如，与基座无相对运动的IMU输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的IMU输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突变减小，但是相机的角速度omega_camera不变，那么可以将 调整度speed_dynamic_coef设置为0，也即不调整云台的运动响应速度，防止相机的跟随速度突变。
应理解，在本申请实施例中，调整度的值除了0和1之外，调整度还可以其他数值，例如，0和1之间的数值，或者大于1的数值，也可以是小于0的数值，具体可以通过不同的场景而定。
为了更加清楚地理解本申请，以下将结合图3所示的云台的控制方法对本申请实施例进行描述。
如图3所示，可以基于基座的姿态和/或遥控器的摇杆数值，得到相机的目标姿态；积分器可以对IMU中的陀螺仪输出的角速度进行积分，以得到云台的测量姿态；结合相机的目标姿态以及云台的测量姿态，以及基座的加速度等，得到云台的控制响应速度；在考虑到控制偏差的基础上，向三轴电机输出控制电流；此时，三轴电机可以基于该控制电流，产生力矩，从而使得云台进行运动。
其中，主控板给出相机目标姿态，控制器(例如，闭环控制器)根据相机目标姿态和相机实际姿态进行反馈控制，减少实际姿态和目标姿态的偏差，使相机实际姿态等于目标姿态。其中，可以控制云台平滑运动，云台的平滑就是让相机目标姿态跟随基座姿态平滑转动的一个模式。
图4是根据本申请实施例的控制器400的示意性流程图。
如图4所示，该控制器包括确定单元410和控制单元420。
其中，确定单元410用于：确定云台的基座的加速度；控制单元420420用于：根据该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，以及该相机的角速度，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的角速度，以及该相 机的角速度的变化率，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整该云台的运动响应速度。
可选地，该确定单元410进一步用于：利用第一惯性测量单元IMU确定该相机的角速度，其中，该第一IMU与该相机无相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：利用第二IMU确定该基座的加速度。
可选地，该确定单元410进一步用于：确定该相机需要调整的姿态量；该控制单元420进一步用于：根据该相机需要调整的姿态量，以及该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，或根据该基座的加速度和该相机的角速度，确定利用该云台的预设的加速度系数对该云台的预设的速度系数进行调整的调整度；根据预设的该加速度系数以及该调整度，调整预设的该速度系数；利用调整的该速度系数，以及该相机需要调整的姿态量，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，该控制单元420进一步用于：将该调整度和预设的该加速度系数的乘积，与该需要调整的姿态量相乘，得到第五值；将该第五值与预设的该速度系数相加，得到调整的该速度系数。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据调整的该速度系数的平方乘以该需要调整的姿态量的平方得到的值，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，该确定单元410进一步用于：确定该相机的实际姿态；确定该基座的实际姿态；根据该基座的实际姿态，以及该相机的实际姿态，确定该相机需要调整的姿态量。
可选地，该确定单元410进一步用于：将该基座的实际姿态减去该相机的实际姿态，并减去死区得到的量，确定为该相机需要调整的姿态量。
可选地，该确定单元410进一步用于：将第一IMU的实际姿态，确定为该相机的实际姿态，其中，该第一IMU与该相机之间不存在相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：根据第一IMU的实际姿态，以及该云台的电机轴的数据，得到该基座的实际姿态，其中，该第一IMU与 该相机之间不存在相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：获取该用户预设的该加速度系数和该用户预设的该速度系数。
可选地，该云台400为手持云台。
应理解，该控制器400可以实现上述方法实施例中控制器实现的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
图5是根据本申请实施例的控制器500的示意性图。
如图5所示，该控制器500包括处理器510和存储器520。其中，该存储器520可以存储有程序代码，该处理器510可以执行该存储器520中存储的程序代码。
可选地，如图5所示，该控制器500可以包括收发器530，处理器510可以控制收发器530对外通信。
可选地，该处理器510可以调用存储器520中存储的程序代码，执行方法实施例中的控制器的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种云台，该云台可以包括基座，控制器，以及转轴机构，其中，控制器可以基于基座的加速度，控制转轴机构的运动，控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
以及进一步地，该云台可以包括至少两个IMU，包括与基座无相对运动的IMU，用于对基座的角速度，加速度和/或姿态进行测量；以及包括与相机无相对运动的IMU，用于对相机的角速度，加速度和/或姿态进行测量。
以及进一步地，该云台还可以包括输入***，用于用户输入预设的加速度系数和速度系数。
其中，控制器的控制方式可以参考上文方法实施例中的描述，以及云台的结构可以参考图1，为了简洁，在此不再赘述。
可选地，在本申请实施例中，云台可以是手持云台，也可以设置在无人机。以下将设置有根据本申请实施例的无人机进行详细说明。
图6是根据本申请实施例的无人机600的示意性框图。如图6所示，无人机600包括云台610和相机620。图11中将无人机描述为无人机仅仅是为了描述方面。相机620可以通过云台610连接到无人机上。无人机600还可以包括动力***630、传感***640和通信***650和图像处理设备660。
动力***630可以包括电子调速器(简称为电调)、一个或多个螺旋桨 以及与一个或多个螺旋桨相对应的一个或多个电机。电机和螺旋桨设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速和/或转向。电机用于驱动螺旋桨旋转，从而为无人机的飞行提供动力，该动力使得无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括横滚轴、平移轴和俯仰轴。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
传感***640用于测量无人机的姿态信息，即无人机在空间的位置信息和状态信息，例如，三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感***例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，简称为“IMU”)、视觉传感器、全球定位***(Global Positioning System，简称为“GPS”)和气压计等传感器中的至少一种。飞行控制器用于控制无人机的飞行，例如，可以根据传感***测量的姿态信息控制无人机的飞行。应理解，飞行控制器可以按照预先编好的程序指令对无人机进行控制，也可以通过响应来自操纵设备的一个或多个控制指令对无人机进行控制。
通信***650能够与一个具有通信***670的终端设备680通过无线信号690进行通信。通信***650和通信***670可以包括多个用于无线通信的发射机、接收机和/或收发机。这里的无线通信可以是单向通信，例如，只能是无人机600向终端设备680发送数据。或者无线通信可以是双向通信，数据即可以从无人机600发送给终端设备680，也可以由终端设备680发送给无人机600。
可选地，终端设备680能够提供针对于一个或多个无人机600、云台610和相机620的控制数据，并能接收无人机600、云台610和相机620发送的信息。终端设备680提供的控制数据能够用于控制一个或多个无人机600、云台610和相机620的状态。可选地，云台610和相机620中包括用于与终端设备680进行通信的通信模块。
可以理解的是，图6所示出的无人机包括的云台960可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，在此不再赘述。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (47)

  1. 一种云台的控制方法，其特征在于，包括：
    确定云台的基座的加速度；
    根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    根据所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述云台的运动响应速度。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    根据所述基座的加速度，以及根据所述相机的角速度与所述基座的角速度之间的关系，控制所述云台的运动响应速度。
  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加速度，以及根据所述相机的角速度与所述基座的角速度之间的关系，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    在所述基座的加速度大于或等于第一值，且所述基座的角速度与所述相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整所述云台的运动响应速度。
  5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    根据所述基座的角速度，以及所述相机的角速度的变化率，控制所述云台的运动响应速度。
  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角速度，以及所述相机的角速度的变化率，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    在所述基座的加速度小于或等于第三值，且所述相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整所述云台的运动响应速度。
  7. 根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述云台的运动响应速度之前，所述方法还包括：
    利用第一惯性测量单元IMU确定所述相机的角速度，其中，所述第一 IMU与所述相机无相对运动。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定云台的基座的加速度，包括：
    利用第二IMU确定所述基座的加速度。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    确定所述相机需要调整的姿态量；
    所述根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    根据所述相机需要调整的姿态量，以及所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述相机需要调整的姿态量，以及所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，包括：
    根据所述基座的加速度，或根据所述基座的加速度和所述相机的角速度，确定利用所述云台的预设的加速度系数对所述云台的预设的速度系数进行调整的调整度；
    根据预设的所述加速度系数以及所述调整度，调整预设的所述速度系数；
    利用调整的所述速度系数，以及所述相机需要调整的姿态量，对所述云台的运动响应速度进行调整。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据预设的所述加速度系数以及所述调整度，调整预设的所述速度系数，包括：
    将所述调整度和预设的所述加速度系数的乘积，与所述需要调整的姿态量相乘，得到第五值；
    将所述第五值与预设的所述速度系数相加，得到调整的所述速度系数。
  12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述利用调整的所述速度系数，以及所述相机需要调整的姿态量，对所述云台的运动响应速度进行调整，包括：
    根据调整的所述速度系数的平方乘以所述需要调整的姿态量的平方得到的值，对所述云台的运动响应速度进行调整。
  13. 根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，在所述 确定所述相机需要调整的姿态量之前，所述方法包括：
    确定所述相机的实际姿态；
    确定所述基座的实际姿态；
    根据所述基座的实际姿态，以及所述相机的实际姿态，确定所述相机需要调整的姿态量。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述基座的实际姿态，以及所述相机的实际姿态，确定所述相机需要调整的姿态量，包括：
    将所述基座的实际姿态减去所述相机的实际姿态，并减去死区得到的量，确定为所述相机需要调整的姿态量。
  15. 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述确定所述相机的实际姿态，包括：
    将第一IMU的实际姿态，确定为所述相机的实际姿态，其中，所述第一IMU与所述相机之间不存在相对运动。
  16. 根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述云台的基座的实际姿态，包括：
    根据第一IMU的实际姿态，以及所述云台的电机轴的数据，得到所述基座的实际姿态，其中，所述第一IMU与所述相机之间不存在相对运动。
  17. 根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其特征在于，在所述确定利用所述云台的预设的加速度系数对所述云台的预设的速度系数进行调整的调整度之前，所述方法还包括：
    获取所述用户预设的所述加速度系数和所述用户预设的所述速度系数。
  18. 根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述云台为手持云台。
  19. 一种控制器，其特征在于，包括：
    确定单元用于：确定云台的基座的加速度；
    控制单元用于：根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
  20. 根据权利要求19所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    根据所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述云台的运动 响应速度。
  21. 根据权利要求20所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    根据所述基座的加速度，以及根据所述相机的角速度与所述基座的角速度之间的关系，控制所述云台的运动响应速度。
  22. 根据权利要求21所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    在所述基座的加速度大于或等于第一值，且所述基座的角速度与所述相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整所述云台的运动响应速度。
  23. 根据权利要求20所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    根据所述基座的角速度，以及所述相机的角速度的变化率，控制所述云台的运动响应速度。
  24. 根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    在所述基座的加速度小于或等于第三值，且所述相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整所述云台的运动响应速度。
  25. 根据权利要求20至24中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    利用第一惯性测量单元IMU确定所述相机的角速度，其中，所述第一IMU与所述相机无相对运动。
  26. 根据权利要求19至25中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    利用第二IMU确定所述基座的加速度。
  27. 根据权利要求19至26中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    确定所述相机需要调整的姿态量；
    所述控制单元进一步用于：
    根据所述相机需要调整的姿态量，以及所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度。
  28. 根据权利要求27所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一 步用于：
    根据所述基座的加速度，或根据所述基座的加速度和所述相机的角速度，确定利用所述云台的预设的加速度系数对所述云台的预设的速度系数进行调整的调整度；
    根据预设的所述加速度系数以及所述调整度，调整预设的所述速度系数；
    利用调整的所述速度系数，以及所述相机需要调整的姿态量，对所述云台的运动响应速度进行调整。
  29. 根据权利要求28所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    将所述调整度和预设的所述加速度系数的乘积，与所述需要调整的姿态量相乘，得到第五值；
    将所述第五值与预设的所述速度系数相加，得到调整的所述速度系数。
  30. 根据权利要求28或29所述的控制器，其特征在于，所述控制单元进一步用于：
    根据调整的所述速度系数的平方乘以所述需要调整的姿态量的平方得到的值，对所述云台的运动响应速度进行调整。
  31. 根据权利要求27至30中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    确定所述相机的实际姿态；
    确定所述基座的实际姿态；
    根据所述基座的实际姿态，以及所述相机的实际姿态，确定所述相机需要调整的姿态量。
  32. 根据权利要求31所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    将所述基座的实际姿态减去所述相机的实际姿态，并减去死区得到的量，确定为所述相机需要调整的姿态量。
  33. 根据权利要求31或32所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    将第一IMU的实际姿态，确定为所述相机的实际姿态，其中，所述第一IMU与所述相机之间不存在相对运动。
  34. 根据权利要求31至33中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    根据第一IMU的实际姿态，以及所述云台的电机轴的数据，得到所述基座的实际姿态，其中，所述第一IMU与所述相机之间不存在相对运动。
  35. 根据权利要求27至34中任一项所述的控制器，其特征在于，所述确定单元进一步用于：
    获取所述用户预设的所述加速度系数和所述用户预设的所述速度系数。
  36. 根据权利要求19至35中任一项所述的控制器，其特征在于，所述云台为手持云台。
  37. 一种云台，其特征在于，包括基座、控制器和转轴机构；其中，
    所述控制器确定基座的加速度；以及根据所述基座的加速度，通过控制所述转轴机构的运动，来控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
  38. 根据权利要求37所述的云台，其特征在于，所述控制器基于所述基座的加速度，以及所述相机的角速度，控制所述转轴机构的运动。
  39. 根据权利要求38所述的云台，其特征在于，所述云台包括第一惯性测量单元IMU，其中，所述第一IMU与所述相机无相对运动；
    所述控制器利用第一惯性测量单元IMU，确定所述相机的角速度。
  40. 根据权利要求37至39中任一项所述的云台，其特征在于，所述云台包括第二IMU，其中，所述第二IMU与所述基座无相对运动；
    所述控制器利用所述第二IMU，确定所述基座的加速度。
  41. 根据权利要求37至40中任一项所述的云台，其特征在于，所述控制器进一步用于：确定所述相机需要调整的姿态量；根据所述相机需要调整的姿态量，以及所述基座的加速度，控制所述转轴机构的运动。
  42. 根据权利要求41所述的云台，其特征在于，所述控制器进一步用于：
    根据所述基座的加速度，或根据所述基座的加速度和所述相机的角速度，确定利用所述云台的预设的加速度系数对所述云台的预设的速度系数进行调整的调整度；
    根据预设的所述加速度系数以及所述调整度，调整预设的所述速度系数；
    利用调整的所述速度系数，以及所述相机需要调整的姿态量，对所述云台的运动响应速度进行调整。
  43. 根据权利要求41或42所述的云台，其特征在于，所述控制器进一步用于：确定所述相机的实际姿态；确定所述基座的实际姿态；根据所述基座的实际姿态，以及所述相机的实际姿态，确定所述相机需要调整的姿态量。
  44. 根据权利要求43所述的云台，其特征在于，所述云台包括第一IMU，其中，所述第一IMU与所述相机无相对运动；
    所述控制器进一步用于：将第一IMU的实际姿态，确定为所述相机的实际姿态。
  45. 根据权利要求43或44所述的云台，其特征在于，所述云台包括第一IMU，其中，所述第一IMU与所述相机无相对运动；
    所述控制器进一步用于：根据第一IMU的实际姿态，以及所述云台的电机轴的数据，得到所述基座的实际姿态。
  46. 根据权利要求42所述的云台，其特征在于，还包括输入***，用于获取用户预设的所述加速度系数和所述用户预设的所述速度系数。
  47. 根据权利要求37至46中任一项所述的云台，其特征在于，所述云台为手持云台。
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