[发明专利]一种云台、及云台电机的控制方法和装置

权利要求书

1.一种云台电机的控制方法，其特征在于，所述云台为多轴云台，所述多轴为至少两轴，每个轴分别对应一台转轴电机，且每台转轴电机由各自对应的刚体构件来承载，在所述云台的载体平台上设置有第一惯性测量单元IMU，且在用来承载所述转轴电机的至少一个刚体构件上设置有第二IMU，所述方法包括：

获得所述第一IMU测量得到的第一测量姿态信息，以及所述第二IMU测量得到的第二测量姿态信息；

根据所述第一测量姿态信息和第二测量姿态信息，计算所述多轴云台上各个转轴电机对应的转动角度；

基于所述各个转轴电机对应的转动角度，对相应的转轴电机执行闭环矢量控制。

2.根据权利要求1所述云台电机的控制方法，其特征在于，所述根据第一测量姿态信息和第二测量姿态信息，计算所述多轴云台上各个转轴电机对应的转动角度，包括：

根据所述第一测量姿态信息计算获得第一四元数q1，所述第一四元数q1用于表示所述第一IMU的惯性系姿态角；并根据所述第一四元数q1获得所述第一IMU相对于自身惯性系的旋转矩阵C1；

根据所述第二测量姿态信息计算获得第二四元数q2，所述第二四元数q2用于表示所述第二IMU的惯性系姿态角；并根据所述第二四元数q2获得所述第二IMU相对自身惯性系的旋转矩阵C2；

根据所述旋转矩阵C1和旋转矩阵C2，获得所述第二IMU相对于所述第一IMU的旋转矩阵C3＝C1^TC2；

根据所述旋转矩阵C3计算所述第一IMU相对于所述第二IMU的姿态角，所述姿态角即用于表示所述多轴云台上相应转轴电机的转动角度。

3.根据权利要求1所述云台电机的控制方法，其特征在于，所述基于各个转轴电机对应的转动角度，对相应的转轴电机执行闭环矢量控制，包括：

将所述转轴电机定子的磁场矢量对齐到转子的交轴上，并在所述转子转动时，基于所述转轴电机对应的转动角度，保持所述定子的磁场矢量跟随所述转子的交轴。

4.根据权利要求1、2或3所述云台电机的控制方法，其特征在于，所述云台为三轴云台，第一刚体构件用于承载第一转轴电机，且所述第一刚体构件也作为支撑整个云台的刚体构件，第二刚体构件连接所述第一转轴电机和第二转轴电机，所述第二刚体构件用于承载所述第二转轴电机，第三刚体构件连接所述第二转轴电机和第三转轴电机，所述第三转轴电机连接所述云台的载体平台，所述第三刚体构件用于承载所述第三转轴电机和所述载体平台；

所述第二IMU设置于所述第一刚体构件上，所述第一IMU和第二IMU为9轴IMU，所述9轴IMU由三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计组成，所述第一测量姿态信息包括第一三轴角速度、第一三轴加速度和第一三轴地磁计测量信息，所述第二测量姿态信息包括第二三轴角速度、第二三轴加速度和第二三轴地磁计测量信息。

5.根据权利要求1、2或3所述云台电机的控制方法，其特征在于，所述云台为三轴云台，第一刚体构件用于承载第一转轴电机，且所述第一刚体构件也作为支撑整个云台的刚体构件，第二刚体构件连接所述第一转轴电机和第二转轴电机，所述第二刚体构件用于承载所述第二转轴电机，第三刚体构件连接所述第二转轴电机和第三转轴电机，所述第三转轴电机连接所述云台的载体平台，所述第三刚体构件用于承载所述第三转轴电机和所述载体平台；

所述第二IMU设置于所述第二刚体构件上，所述第一IMU和第二IMU为6轴IMU，所述6轴IMU由三轴陀螺仪和三轴加速度计组成，所述第一测量姿态信息包括第一三轴角速度和第一三轴加速度，所述第二测量姿态信息包括第二三轴角速度和第二三轴加速度。

6.一种云台电机的控制装置，其特征在于，所述云台为多轴云台，所述多轴为至少两轴，每个轴分别对应一台转轴电机，且每台转轴电机由各自对应的刚体构件来承载，在所述云台的载体平台上设置有第一惯性测量单元IMU，且在用来承载所述转轴电机的至少一个刚体构件上设置有第二IMU，所述装置包括：

测量姿态信息获得单元，用于获得所述第一IMU测量得到的第一测量姿态信息，以及所述第二IMU测量得到的第二测量姿态信息；

电机转动角度计算单元，用于根据所述第一测量姿态信息和第二测量姿态信息，计算所述多轴云台上各个转轴电机对应的转动角度；

闭环控制单元，用于基于所述各个转轴电机对应的转动角度，对相应的转轴电机执行闭环矢量控制。