[發明專利]穩定云臺轉動的控制方法及控制系統及穩定云臺

有效

• 申請號: 201710457252.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107219863B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 田大鵬;賈平;王中石;王福超
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

技術領域

本發明涉及穩定云臺技術領域，尤其涉及一種穩定云臺轉動的控制方法及控制系統及穩定云臺。

背景技術

近年來，各類動基座成像云臺廣泛用于航拍、無人車、機器人等領域，越來越受到人們的關注。特別是利用無人機進行航拍，具有快速、靈活、清晰、準確地獲取人們感興趣區域的照片、視頻信息的重要手段。但是對于以無人機為代表的動基座載體，在移動過程中不可避免地存在載體姿態的變化、振動等影響，導致視頻嚴重晃動、照片模糊不清。穩定云臺的誕生解決了這一問題。穩定云臺由多自由度的機械機構、各軸上的驅動電機以及控制電路所組成。常見的云臺電機包括航模用的舵機、帶有減速機構的直流伺服電機、步進電機以及無刷電機等。但是，現有的云臺驅動控制系統中，難以實現高精度的圖像穩定。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中難以實現高精度的圖像穩定的技術問題，提供一種可以實現高精度的圖像穩定的穩定云臺轉動的控制方法及控制系統及穩定云臺。

本發明提供一種實施例的穩定云臺轉動的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

自檢穩定云臺且穩定云臺的角度初始化為零；

獲取穩定云臺的穩定框架的慣性角速度以及穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息；

獲取穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度；

根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度；

根據三軸中每個軸的慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量并輸出以控制所述穩定云臺的三軸運動。

本發明還提供一種實施例的穩定級數字控制系統，所述控制系統包括：

慣性測量器，用于檢測得到穩定云臺的穩定框架的慣性角速度和穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息；

多路信息交互接口，分別與所述慣性測量器和穩定級數字控制芯片連接；

穩定云臺轉動的控制芯片，用于自檢穩定云臺且將穩定云臺的角度初始化為零；獲取穩定云臺的穩定框架的慣性角速度以及穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息，獲取穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度；用于根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度；根據三軸中每個軸的慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量并輸出以控制所述穩定云臺的三軸運動。

本發明還提供一種實施例的穩定云臺，所述穩定云臺包括上述的穩定級數字控制系統。

本發明還提供一種實施例的計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現上述方法的步驟。

本發明的技術方案與現有技術相比，有益效果在于：通過根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度，以及根據三軸中每個軸的慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量，將穩定環控制量輸出至功率級數字控制系統，通過功率級數字控制系統控制無刷電機的轉動以控制穩定云臺的各個軸的運動，從而實現得到穩定的高精度圖像。另外，所述穩定級控制系統只需要進行穩定環控制量的計算而不需要對電機進行驅動控制，從而可以減輕穩定級控制系統的計算量。

附圖說明

圖1為本發明無刷電機的驅動控制系統一種實施例的結構示意圖。

圖2為本發明多路信息交互接口一種實施例的電路圖。

圖3為本發明多路信息交互接口另一種實施例的電路圖。

圖4為本發明三相橋驅動組件一種實施例的電路圖。

圖5為本發明三相橋驅動組件另一種實施例的電路圖。

圖6(a)是本發明的無刷電機與功率級控制器的第一種實施例接線圖。

圖6(b)是本發明的無刷電機與功率級控制器的第二種實施例接線圖。

圖6(c)是本發明的無刷電機與功率級控制器的第三種實施例接線圖。

圖7為本發明功率級數字控制系統一種實施例的結構示意圖。

圖8為本發明穩定級數字控制系統一種實施例的結構示意圖。

圖9為本發明用于控制電機轉動的矢量控制方法第一種實施例的流程圖。

圖10為本發明用于控制電機轉動的矢量控制方法第二種實施例的流程圖。

圖11為本發明用于控制電機轉動的矢量控制方法第三種實施例的流程圖。