[发明专利]一种云台姿态估计方法及装置

说明书

本发明公开了一种云台姿态估计方法及装置，属于云台技术领域。方法包括：分别获取第i+1时刻的云台中图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度和线加速度、以及云台中航向轴电机的输出轴的角位移；基于第i+1时刻的云台中图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度和线加速度、以及云台中航向轴电机的输出轴的角位移，计算第i+1时刻的云台平台误差角，获取第i时刻的云台姿态，基于第i+1时刻的云台平台误差角和第i时刻的云台姿态，得到第i+1时刻的云台姿态。装置：第一获取模块、计算模块、第二获取模块和更新模块。本发明能够提高云台姿态估计精度。

技术领域

本发明涉及云台技术领域，特别涉及一种云台姿态估计方法及装置。

背景技术

航拍无人机一般通过云台搭载相机。在相机工作时，云台受无人机飞行环境的影响会出现震动、晃动等不稳定的情况，这时，不利于相机拍摄稳定的视频或者图像。为了保障相机能够获取到稳定视频或者图像，要实现云台姿态对目标云台姿态的良好跟随。在实现云台姿态的良好跟随时，首先需要对云台姿态进行精确估计。

现有的云台姿态估计方法是通过在相机上安装陀螺仪，并通过陀螺仪的工作参数估计云台姿态。具体地，先给定云台的初始姿态，再对陀螺仪测量的角速度进行积分，以获取当前云台姿态相对于前次云台姿态的姿态增量，然后基于前次云台姿态与姿态增量得到当前云台姿态。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：对陀螺仪的角速度进行积分得到的姿态增量存在积分运算的累积误差，该累积误差会随时间变化而增大，所计算得到的姿态增量不准确，从而降低了云台姿态的估计精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种云台姿态估计方法及装置，能够提高云台姿态的估计精度。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种云台姿态估计方法，所述方法包括：

分别获取第i+1时刻的云台中图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度和线加速度、以及所述云台中航向轴电机的输出轴的角位移；

基于第i+1时刻的所述云台中图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度和线加速度、以及所述云台中航向轴电机的输出轴的角位移，计算第i+1时刻的云台平台误差角；

获取第i时刻的云台姿态；

基于所述第i+1时刻的云台平台误差角和所述第i时刻的云台姿态，得到第i+1时刻的云台姿态。

可选地，所述基于第i+1时刻的云台中图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度和线加速度、以及所述云台中航向轴电机的输出轴的角位移，计算第i+1时刻的云台平台误差角，包括：

基于第i+1时刻的所述图像采集设备在所述云台坐标系三轴的线加速度、以及所述航向轴电机的输出轴的角位移，计算第i+1时刻的云台姿态观测量；

获取第i时刻的云台平台误差角；

基于所述第i时刻的云台平台误差角和第i+1时刻的所述图像采集设备在云台坐标系三轴的角速度，计算第i+1时刻的预估云台平台误差角；

基于所述第i+1时刻的云台姿态观测量，对所述第i+1时刻的预估云台平台误差角进行修正，得到所述第i+1时刻的云台平台误差角。

可选地，所述基于第i+1时刻的所述图像采集设备在云台坐标系三轴的线加速度、以及所述航向轴电机的输出轴的角位移，计算第i+1时刻的云台姿态观测量，包括：

基于第i+1时刻的所述图像采集设备在所述云台坐标系三轴的线加速度，计算第i+1时刻的云台横滚角；