[發(fā)明專利]云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法、裝置、介質(zhì)和云臺控制器

有效

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108170027B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐運揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市道通智能軟件開發(fā)有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 11332 北京品源專利代理有限公司
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明涉及一種云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法、裝置、介質(zhì)和云臺控制器。該方法包括：按照預(yù)設(shè)采樣頻率，采集相機(jī)的多個實際角速度；計算各實際角速度與預(yù)設(shè)的參考角速度的誤差，并根據(jù)計算得到的誤差獲取控制目標(biāo)值；若控制目標(biāo)值大于或等于預(yù)設(shè)值，則對誤差進(jìn)行頻譜變換得到多個頻率對應(yīng)的變換值；根據(jù)誤差和各頻率對應(yīng)的變換值對云臺控制器的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。通過頻域分析并基于頻譜變換的變換值自動調(diào)整控制參數(shù)，從頻域能更準(zhǔn)確地反映擾動情況，使得調(diào)整的控制參數(shù)更適用于對應(yīng)的擾動，抑制擾動更有效，從而云臺控制器在各種復(fù)雜擾動環(huán)境下均能有效抵抗擾動，抗干擾能力和魯棒性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法、裝置、介質(zhì)和云臺控制器。

背景技術(shù)

在無人機(jī)航拍過程中，外部擾動和內(nèi)部擾動會引起相機(jī)的抖動，導(dǎo)致拍攝視頻產(chǎn)生抖動、離焦、模糊等現(xiàn)象。其中，外部擾動包括飛行姿態(tài)變化引起的角振動以及旋翼高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的線振動、空氣湍流等；內(nèi)部擾動包括模型攝動、結(jié)構(gòu)摩擦、結(jié)構(gòu)偏心等引起的力矩擾動。為穩(wěn)定相機(jī)，通常在無人機(jī)上設(shè)置云臺和云臺控制器，云臺控制器根據(jù)控制參數(shù)控制云臺調(diào)整相機(jī)的角速度，以降低相機(jī)的抖動，保證拍攝視頻的穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的云臺控制器采用最小方差的控制算法獲取控制參數(shù)，控制的目標(biāo)是使得相機(jī)的實際角速度與參考角速度的誤差的平方和最小。然而，實際航拍飛行狀態(tài)多變，擾動多變，這種簡單地將擾動的時域值作為優(yōu)化的目標(biāo)的方式存在固有局限性，使得傳統(tǒng)的控制器在一些復(fù)雜擾動環(huán)境如高速機(jī)動和強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下可能出現(xiàn)控制效果惡化的現(xiàn)象，比如需要控制的角速度反而陷入自激震蕩而急劇增大，抗干擾能力和魯棒性差，導(dǎo)致視頻出現(xiàn)顯著的抖動。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的云臺控制器抗干擾能力和魯棒性差的問題，提供一種可以提高抗干擾能力和魯棒性的云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法、裝置、介質(zhì)和云臺控制器。

一種云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法，包括：

按照預(yù)設(shè)采樣頻率，采集相機(jī)的多個實際角速度；

計算各實際角速度與預(yù)設(shè)的參考角速度的誤差，并根據(jù)計算得到的誤差獲取控制目標(biāo)值；

若所述控制目標(biāo)值大于或等于預(yù)設(shè)值，則對所述誤差進(jìn)行頻譜變換得到多個頻率對應(yīng)的變換值；

根據(jù)所述誤差和各頻率對應(yīng)的變換值對云臺控制器的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

一種云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整裝置，包括：

采樣模塊，用于按照預(yù)設(shè)采樣頻率，采集相機(jī)的多個實際角速度；

數(shù)值計算模塊，用于計算各實際角速度與預(yù)設(shè)的參考角速度的誤差，并根據(jù)計算得到的誤差獲取控制目標(biāo)值；

頻譜變換模塊，用于在所述控制目標(biāo)值大于或等于預(yù)設(shè)值時，對所述誤差進(jìn)行頻譜變換得到多個頻率對應(yīng)的變換值；

參數(shù)調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述誤差和各頻率對應(yīng)的變換值對云臺控制器的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

上述云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法和裝置，根據(jù)參考角速度與采集的相機(jī)的實際角速度的誤差得到控制目標(biāo)值，若控制目標(biāo)值大于或等于預(yù)設(shè)值，表示沒有達(dá)到控制目標(biāo)，則根據(jù)誤差進(jìn)行頻譜變換，并根據(jù)誤差和頻譜變換得到各頻率對應(yīng)的變換值調(diào)整云臺控制器的控制參數(shù)。云臺所受擾動本身不可直接測量，但其特性可從最終的控制效果中得到體現(xiàn)，本申請以實際角速度為控制對象，以控制目標(biāo)值小于預(yù)設(shè)值為控制目標(biāo)，通過頻域分析并基于頻譜變換的變換值自動調(diào)整控制參數(shù)，從頻域能更準(zhǔn)確地反映擾動情況，使得調(diào)整的控制參數(shù)更適用于對應(yīng)的擾動，抑制擾動更有效，從而云臺控制器在各種復(fù)雜擾動環(huán)境下均能有效抵抗擾動，抗干擾能力和魯棒性高。在云臺控制器上使用本申請的云臺控制器控制參數(shù)調(diào)整方法，可使云臺對相機(jī)的穩(wěn)定作用更好，進(jìn)而航拍視頻更穩(wěn)定清晰。