[發(fā)明專利]云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110731587.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113645399B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊增啟;隋小波;王科富;陳明珠;鄭偉峰;惠森林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大華技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N23/695
• 分類號(hào): H04N23/695;F16M11/18;F16M11/06
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 趙靜

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定方法及裝置，該方法包括：確定云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)曲線，其中，運(yùn)動(dòng)曲線用于表示云臺(tái)設(shè)備在預(yù)設(shè)運(yùn)行速度下對(duì)應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)；基于運(yùn)動(dòng)曲線確定云臺(tái)設(shè)備的在預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度，以及在運(yùn)行速度下的電機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電流、電機(jī)設(shè)備的電角度步長(zhǎng)，其中，電機(jī)設(shè)備用于驅(qū)動(dòng)云臺(tái)設(shè)備；利用預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度、驅(qū)動(dòng)電流以及電角度步長(zhǎng)確定云臺(tái)設(shè)備在預(yù)設(shè)時(shí)刻下的位置。通過(guò)本發(fā)明，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)攝像機(jī)中的云臺(tái)設(shè)備的控制問題，達(dá)到準(zhǔn)確確定云臺(tái)位置、低功耗的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及攝像領(lǐng)域，具體而言，涉及一種云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定方法及裝置。

背景技術(shù)

目前攝像機(jī)云臺(tái)常用的電機(jī)有兩類，分別為步進(jìn)和交流永磁同步電機(jī)，對(duì)應(yīng)的目前常用的技術(shù)方案有：

云臺(tái)步進(jìn)開環(huán)控制，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(步距角)。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。由于整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采用恒定電流的控制方法，給定的參考電流不會(huì)根據(jù)負(fù)載進(jìn)行變化，一直給定的都是恒定的設(shè)置值，因此整個(gè)速度段無(wú)功功率損耗較大、云臺(tái)系統(tǒng)功耗大、驅(qū)動(dòng)效率不高。因?yàn)椴捎瞄_環(huán)式步進(jìn)式控制方式，無(wú)反饋環(huán)節(jié)，定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的夾角并不能達(dá)到90°，電機(jī)力矩輸出無(wú)法達(dá)到最佳，云臺(tái)的快速響應(yīng)性和高速性能不佳。

云臺(tái)交流永磁同步電機(jī)伺服控制：借助傳感器構(gòu)成速度和位置的閉環(huán)反饋，通過(guò)閉環(huán)調(diào)節(jié)使得實(shí)際反饋量跟隨參考輸入量動(dòng)態(tài)變化。底層驅(qū)動(dòng)采用矢量控制的方式，通過(guò)控制逆變器功率器件的開關(guān)模式及導(dǎo)通時(shí)間，產(chǎn)生有效電壓矢量來(lái)逼近圓形磁場(chǎng)軌跡，從而帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種控制方式定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的夾角一般能達(dá)到90°，電機(jī)力矩輸出可達(dá)到最佳并根據(jù)負(fù)載大小動(dòng)態(tài)平衡，電機(jī)的快速響應(yīng)性和高速性能好。但在接近停止時(shí)，由于電流控制量很小，導(dǎo)致輸出力矩很小，在系統(tǒng)摩擦力等影響下，造成系統(tǒng)反復(fù)在目標(biāo)位置處進(jìn)行調(diào)整，出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，難以應(yīng)用在不允許系統(tǒng)過(guò)沖、低速振蕩的場(chǎng)合。而且停止時(shí)的扭矩很小，在外界負(fù)載擾動(dòng)下，會(huì)引起電機(jī)反復(fù)定位調(diào)整造，難以應(yīng)用到需要較大的保持力矩的場(chǎng)合(如球機(jī)云臺(tái)垂直方向，保持力矩不夠會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重失步)。

云臺(tái)步進(jìn)開環(huán)控制缺點(diǎn)：整個(gè)全速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)電流基本保持不變，系統(tǒng)功耗大(發(fā)熱大)、驅(qū)動(dòng)效率不高；電機(jī)的快速響應(yīng)性和高速性能不佳。而且目前步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制最大只能做到256細(xì)分。

云臺(tái)伺服控制缺點(diǎn)：額外需增加編碼器等類型的傳感器，成本高，運(yùn)動(dòng)性能完全依賴于傳感器，惡劣環(huán)境下傳感器易受到影響，全閉環(huán)控制方案很容易出現(xiàn)低速振蕩、爬行現(xiàn)象；靜止時(shí)保持力矩太小。

針對(duì)上述技術(shù)問題，相關(guān)技術(shù)中尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中對(duì)攝像機(jī)中的云臺(tái)設(shè)備的控制問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定方法，包括：確定上述云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)曲線，其中，上述運(yùn)動(dòng)曲線用于表示上述云臺(tái)設(shè)備在預(yù)設(shè)運(yùn)行速度下對(duì)應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)；基于上述運(yùn)動(dòng)曲線確定上述云臺(tái)設(shè)備的在預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度，以及在上述運(yùn)行速度下的電機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電流、上述電機(jī)設(shè)備的電角度步長(zhǎng)，其中，上述電機(jī)設(shè)備用于驅(qū)動(dòng)上述云臺(tái)設(shè)備；利用上述預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度、上述驅(qū)動(dòng)電流以及上述電角度步長(zhǎng)確定上述云臺(tái)設(shè)備在上述預(yù)設(shè)時(shí)刻下的位置。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行位置的確定裝置，包括：第一確定模塊，用于確定上述云臺(tái)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)曲線，其中，上述運(yùn)動(dòng)曲線用于表示上述云臺(tái)設(shè)備在預(yù)設(shè)運(yùn)行速度下對(duì)應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)；第二確定模塊，用于基于上述運(yùn)動(dòng)曲線確定上述云臺(tái)設(shè)備的在預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度，以及在上述運(yùn)行速度下的電機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電流、上述電機(jī)設(shè)備的電角度步長(zhǎng)，其中，上述電機(jī)設(shè)備用于驅(qū)動(dòng)上述云臺(tái)設(shè)備；第三確定模塊，用于利用上述預(yù)設(shè)時(shí)刻的運(yùn)行速度、上述驅(qū)動(dòng)電流以及上述電角度步長(zhǎng)確定上述云臺(tái)設(shè)備在上述預(yù)設(shè)時(shí)刻下的位置。