[发明专利]一种云台姿态估计方法、装置以及相应的云台

说明书

本发明提供了一种云台姿态估计方法、云台估计装置和具有该云台估计装置的云台。所述方法包括：S1、测量云台的角速度值，并基于该角速度值得到测量姿态数据；S2、测量所述云台的载体的运动状态数据，根据该运动状态数据计算载体的参考姿态数据，所述载体支承所述云台；S3、利用所述参考姿态数据对所述测量姿态数据进行修正，得到云台姿态数据。本发明估计云台的姿态时能够有效地处理载体的运动状态对云台的姿态产生的影响，从而能够更为准确地估计云台的姿态，以使得对云台的姿态的控制更为准确。

版权申明

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技术领域

本发明属于自动控制领域，具体设计一种云台姿态估计方法、装置以及相应的云台。

背景技术

目前云台的控制是通过云台上的惯性测量元件测量云台的姿态，并将测量得到的云台的姿态与一个给定的目标姿态进行比较，根据二者的偏差控制三轴电机的动作，以控制实现云台的实时姿态达到目标姿态。

现有技术中测量云台姿态的装置如图1所示。其中，惯性测量元件110主要包含陀螺仪和加速度计。陀螺仪能够进行积分获取得到云台的姿态，但是陀螺仪的各个轴的速度输出都有零偏，该零偏不能完全消除，因此用陀螺仪速度输出积分获得云台的姿态是不准确的。基于此，惯性测量元件110还使用加速度计给定云台的姿态参考。然后，处理器120根据加速度计输出的姿态参考对陀螺积分获取的云台的姿态进行修正，最后获得较为稳定的云台的姿态，并在此基础上做位置输出位置控制和速度控制信号，以控制三轴电机的动作。

图1所示的装置测量云台的姿态时，当在将云台安装于载体上并且载体的运动处于非匀速直线运动时，惯性测量元件110中的加速度计会无法准确测量出载体的运动状态对云台的姿态的影响，从而引起云台的姿态估计错误，导致云台上的镜头拍摄的画面发生倾斜而拍摄不到想要的画面。例如，当云台镜头朝前，载体加速向前行驶时，云台自身的姿态会受载体线加速度的影响而估计错误，导致安装在云台上的镜头会不自主的往下倾斜。或者，当云台镜头朝前，载体急刹车时，云台自身的姿态会受线加速度的影响而估计错误，导致安装在云台上的镜头会不自主的往上倾斜。或者，当云台镜头方向与载体行驶的方向偏离90°，载体加速向前行驶时，云台自身的姿态会受线加速度的影响而估计错误，导致安装在云台上的镜头会不自主的往左倾斜；又或者，当云台镜头方向与载体行驶的方向偏离90°，载体急刹车时，云台自身的姿态会受线加速度的影响而估计错误，导致安装在云台上的镜头会不自主的往右倾斜。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种云台姿态估计方法。该方法包括：S1、测量云台的角速度值，并基于该角速度值得到测量姿态数据；S2、测量所述云台的载体的运动状态数据，根据该运动状态数据计算载体的参考姿态数据，所述载体支承所述云台；S3、利用所述参考姿态数据对所述测量姿态数据进行修正，得到云台姿态数据。

本发明的另一个方面提供了一种云台姿态估计装置。该装置包括第一惯性测量元件，用于测量所述云台的角速度值，并基于该角速度值得到测量姿态数据；通信接口，用于获得载体的运动状态数据，所述载体支承所述云台；处理器，用于根据所述载体的运动状态数据计算该载体的参考姿态数据，以及利用所述参考姿态数据对所述测量姿态数据进行修正，得到云台姿态数据。

本发明的另一个方面提供了一种云台，包括上述的云台姿态估计装置。

本发明的云台姿态估计方法、云台姿态估计装置以及云台，估计云台的姿态时能够有效地处理载体的运动状态对云台的姿态产生的影响，从而能够更为准确地估计云台的姿态，以使得对云台的姿态的控制更为准确。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：