[發明專利]姿態角度獲取方法、裝置及可移動設備

有效

• 申請號: 201611236108.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108253928B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 孫宇;付家為;毛丁輝;代凌君;楊建軍
• 申請（專利權）人: 北京遠度互聯科技有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

1.一種姿態角度獲取方法，應用于可移動設備，所述可移動設備包括機身、鏡頭和云臺，所述鏡頭通過所述云臺安裝在所述機身上，所述云臺包括相互連接的俯仰電機、橫滾電機和航向電機，其特征在于，所述方法包括：

計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣；

計算所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣；

通過所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣和所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣計算得到所述機身相對于所述鏡頭的方向余弦矩陣或所述鏡頭相對于所述機身的方向余弦矩陣；

通過所述機身相對于所述鏡頭的方向余弦矩陣或所述鏡頭相對于所述機身的方向余弦矩陣得到所述機身與所述鏡頭相對的姿態角度；所述姿態角度包括橫滾角和俯仰角；

將所述橫滾角的信息發送至所述橫滾電機，將所述俯仰角的信息發送至所述俯仰電機，以通過等效轉換得到所述橫滾電機和所述俯仰電機的電角度，從而便于對所述橫滾電機和所述俯仰電機進行矢量控制。

2.根據權利要求1所述的姿態角度獲取方法，其特征在于，所述計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣的步驟包括：

接收慣性測量單元發送的所述機身的加速度和角速度；

通過所述機身的加速度和角速度計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣。

3.根據權利要求1所述的姿態角度獲取方法，其特征在于，所述計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣的步驟包括：

從可移動設備的飛控獲取所述機身的歐拉角，其中所述歐拉角為所述飛控通過所述機身的加速度和角速度計算得到；

將所述歐拉角轉換為所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣。

4.根據權利要求1所述的姿態角度獲取方法，其特征在于，所述計算所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣的步驟包括：

接收慣性測量單元發送的所述鏡頭的加速度和角速度；

通過所述鏡頭的加速度和角速度計算所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣。

5.一種姿態角度獲取裝置，應用于可移動設備，所述移動設備包括機身、鏡頭和云臺，所述鏡頭通過所述云臺安裝在所述機身上，所述云臺包括相互連接的俯仰電機、橫滾電機和航向電機，其特征在于，所述姿態角度獲取裝置包括：

機身姿態信息計算模塊，用于計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣；

鏡頭姿態信息計算模塊，用于計算所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣；

相對姿態信息計算模塊，用于通過所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣和所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣計算得到所述機身相對于鏡頭的方向余弦矩陣或所述鏡頭相對于所述機身的方向余弦矩陣；

姿態角度計算模塊，用于通過所述機身相對于所述鏡頭的方向余弦矩陣或所述鏡頭相對于所述機身的方向余弦矩陣得到所述機身與所述鏡頭相對的姿態角度；所述姿態角度包括橫滾角和俯仰角；

發送模塊，用于將所述橫滾角的信息發送至所述橫滾電機，將所述俯仰角的信息發送至所述俯仰電機，以通過等效轉換得到所述橫滾電機和所述俯仰電機的電角度，從而便于對所述橫滾電機和所述俯仰電機進行矢量控制。

6.根據權利要求5所述的姿態角度獲取裝置，其特征在于，所述姿態角度獲取裝置還包括接收模塊，用于接收慣性測量單元發送的所述機身的加速度和角速度；

所述機身姿態信息計算模塊用于通過所述機身的加速度和角速度計算所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣。

7.根據權利要求5所述的姿態角度獲取裝置，其特征在于，所述姿態角度獲取裝置還包括獲取模塊，用于從無人機的飛控獲取機身的歐拉角，其中所述歐拉角由所述飛控通過所述機身的加速度和角速度計算得到；

所述機身姿態信息計算模塊用于將所述歐拉角轉換為所述機身對地的相對姿態的方向余弦矩陣。

8.根據權利要求5所述的姿態角度獲取裝置，其特征在于，所述姿態角度獲取裝置還包括接收模塊，用于接收慣性測量單元發送的所述鏡頭的加速度和角速度；

所述鏡頭姿態信息計算模塊用于通過所述鏡頭的加速度和角速度計算所述鏡頭對地的相對姿態的方向余弦矩陣。