[發明專利]云臺電機角度和角速度估算方法、裝置、云臺及飛行器

在審

• 申請號: 201810502724.4
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108762324A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 徐運揚
• 申請（專利權）人: 深圳市道通智能航空技術有限公司
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 王廣濤

本發明實施例涉及飛行器技術領域，公開了一種云臺電機角度和角速度估算方法、裝置、云臺、拍攝組件及飛行器。其中，云臺用于搭載拍攝裝置，云臺包括基座及電機，拍攝裝置與基座通過電機進行連接，拍攝裝置設置有第一慣性測量單元，基座設置有第二慣性測量單元。該方法包括：獲取第一慣性測量單元采集的第一角速度測量值，并獲取第二慣性測量單元采集的第二角速度測量值；根據第一角速度測量值及第二角速度測量值，確定電機的角度；根據電機的角度、第一角速度測量值及第二角速度測量值，確定電機的角速度。通過該云臺電機角度和角速度估算方法，可以降低得到云臺電機角度和角速度的成本，有效的提高估算云臺電機角度和角速度估算的準確性。

技術領域

本發明實施例涉及飛行器技術領域，尤其涉及一種云臺電機角度和角速度估算方法、云臺電機角度和角速度估算裝置、云臺，以及具有該云臺的攝像組件，及具有該攝像組件的飛行器。

背景技術

目前飛行器，例如，無人飛行器(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，也稱無人機得到了越來越廣泛的應用。無人機是一種處在迅速發展中的新概念裝備，其具有體積小、重量輕、機動靈活、反應快速、無人駕駛、操作要求低的優點。無人機通過云臺搭載多類拍攝裝置，如相機、攝影機等，可以實現影像實時傳輸、高危地區探測功能，是衛星遙感與傳統航空遙感的有力補充。近年來，無人機在災情調查和救援、空中監控、輸電線路巡檢、航拍、航測以及軍事領域有著廣泛的應用前景。

其中，云臺是無人機航拍中實現拍攝畫面增穩的核心器件，其利用電機的主動轉動實時抵消拍攝裝置受到的擾動，防止拍攝裝置的抖動，保證拍攝畫面的穩定。目前市面上云臺均配有角度傳感器，如電位器、磁編等，其主要作用是實時獲取采集的測量信息，以便云臺的控制器通過測量信息得到電機的角度，為云臺的增穩控制提供必要的電機的角度信息。

在實現本發明過程中，發明人發現相關技術中至少存在如下問題：1、采用角度傳感器存在明顯的成本劣勢。由于通常無人機的云臺為多軸云臺，而對于多軸云臺中的多個電機，需要配置多個角度傳感器以獲取對應的電機的角度和角速度，增加采集的測量信息的成本。2、采用角度傳感器提供的數據類型單一，基于角度傳感器提供的數據無法獲得準確的電機的角速度：角度傳感器只能提供電機的角度數據，無法直接提供準確的電機角速度數據，而準確的電機的角速度數據對提高云臺的增穩控制效果有著十分重要的意義，基于角度傳感器提供的數據無法獲得準確的電機的角速度，進而會影響拍攝畫面的穩定性，影響用戶的視覺體驗。

發明內容

本發明實施例提供一種云臺電機角度和角速度估算方法、裝置、云臺、攝像組件及飛行器，可以降低得到云臺電機角度和角速度的成本，并且有效的提高估算云臺電機角度和角速度估算的準確性。

本發明實施例公開了如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種云臺電機角度和角速度估算方法，所述云臺用于搭載拍攝裝置，所述云臺包括基座及電機，所述拍攝裝置與所述基座通過所述電機進行連接，所述拍攝裝置設置有第一慣性測量單元，所述方法包括：

獲取所述第一慣性測量單元采集的第一角速度測量值，并獲取所述第二慣性測量單元采集的第二角速度測量值；

根據所述第一角速度測量值及所述第二角速度測量值，確定所述電機的角度；

根據所述電機的角度、所述第一角速度測量值及所述第二角速度測量值，確定所述電機的角速度。

在一些實施例中，根據所述電機的角度、所述第一角速度測量值及所述第二角速度測量值，確定所述電機的角速度，包括：

根據電機的角度，確定第一旋轉變換矩陣及第二旋轉變換矩陣，所述第一旋轉變換矩陣為基座坐標系到拍攝裝置坐標系的旋轉矩陣，所述第二旋轉變換矩陣為基座坐標系到電機坐標系的旋轉矩陣；