稳定平台及其跟随控制系统及方法与流程

文档序号:11173174阅读:1246来源:国知局
稳定平台及其跟随控制系统及方法与流程
本发明涉及一种稳定平台,尤其涉及一种稳定平台及其跟随控制系统及方法。

背景技术:
在操作传统的云台(例如,三轴手持云台)进行跟随拍摄时,如果要实现云台所承载的镜头朝下跟随拍摄,需要在云台的正常模式下打开遥控器,并利用预设的遥控命令(tilt命令)将所述镜头转动至朝下的位置,再利用平移轴(Pan或yaw轴)的位置传感器测出跟随的位置差,以根据该测得的位置差驱动驱动装置实现镜头朝下位置跟随。如果要实现镜头朝上跟随拍摄时,要在倒置模式下打开遥控器,利用预设的遥控命令(tilt命令)将所述镜头转动到朝上的位置,再利用所述平移轴的位置传感器测出跟随的位置差,以根据该位置差驱动驱动装置实现镜头朝上位置跟随。如果用户还需要进行一些正常位姿的拍摄,则需要再次使用遥控器将云台恢复到相应的正常状态。在其他处理方式中,如果用户不想使用遥控器进行遥控,要实现镜头朝下或朝下跟随的话,就需要预先存储开机时预设状态,使得在开机时,自动地实现镜头的朝上或朝下拍摄。但如果用户还想要进行一些正常位姿的拍摄,则需要重新开机使云台恢复到相应的正常状态。传统技术中,无论是镜头朝下跟随拍摄还是镜头朝下跟随拍摄,要么都需要用户通过操作遥控器实现,要么用户无法方便地使用云台,限制了在正常模式或倒置模式下其他位姿的功能使用,给使用者的操作带来了不便。

技术实现要素:
鉴于以上内容,有必要提供一种稳定平台及其跟随控制系统,其无需操作者使用遥控器且不会影响到稳定平台的正常状态的使用,方便地实现稳定平台所承载的镜头朝上或朝下的跟随拍摄。一种稳定平台跟随控制系统,所述稳定平台用于承载一负载,所述稳定平台包括依次连接的平移轴、横滚轴、以及俯仰轴,所述俯仰轴用于连接所述负载,该系统包括:检测模块:检测所述稳定平台是否处于一跟随姿态,所述跟随姿态为所述稳定平台沿俯仰轴的方向转动使得所述稳定平台负载朝上或朝下时的姿态;确定模块:实时获取所述稳定平台的横滚轴的当前位置信息,并计算所述横滚轴相对于所述跟随姿态的相对位置信息;跟随模块:根据所述横滚轴的相对位置信息,自动控制所述横滚轴转动,以执行所述横滚轴的自动跟随,直至恢复至所述跟随姿态。此外,还有必要提供一种稳定平台跟随拍摄的控制方法,其无需操作者使用遥控器且不会影响到稳定平台的正常状态的使用,方便地实现镜头朝上或朝下的跟随拍摄。一种稳定平台跟随拍摄的控制方法,所述稳定平台用于承载一负载,所述稳定平台包括依次连接的平移轴、横滚轴、以及俯仰轴,所述俯仰轴用于连接所述负载,该方法包括:检测步骤:检测所述稳定平台是否处于一跟随姿态,所述跟随姿态为所述稳定平台沿俯仰轴的方向转动使得所述稳定平台负载朝上或朝下时的姿态;确定步骤:实时获取所述稳定平台的横滚轴的当前位置信息,并计算所述横滚轴相对于所述跟随姿态的相对位置信息;跟随步骤:根据所述横滚轴的相对位置信息,自动控制所述横滚轴转动,以执行所述横滚轴的自动跟随,直至恢复至所述跟随姿态。更进一步地,还有必要提供一种稳定平台,其无需操作者使用遥控器且不会影响到稳定平台的正常状态的使用,方便地实现所述稳定平台的负载朝上或朝下的跟随拍摄。一种稳定平台,该稳定平台用于承载一负载,该稳定平台包括平移轴、横滚轴、俯仰轴,所述俯仰轴用于连接所述负载,以及一处理器,该处理器用于:检测所述稳定平台是否处于一跟随姿态,所述跟随姿态为所述稳定平台沿俯仰轴的方向转动使得所述稳定平台的负载朝上或朝下时的姿态;实时获取所述稳定平台的横滚轴的当前位置信息,并计算所述横滚轴相对于所述跟随姿态的相对位置信息;根据所述横滚轴的相对位置信息,自动控制所述横滚轴转动,以执行所述横滚轴的自动跟随,直至恢复至所述跟随姿态。相较于现有技术,本发明所述的稳定平台及其跟随控制系统及方法,其通过将稳定平台进行旋转后及检测到所述稳定平台为跟随姿态时,通过横滚轴(Roll轴)的相对位置信息控制横滚轴的电机进行转动,以实现所述稳定平台承载的负载向上或向下拍摄时横滚轴的自动跟随。所述控制系统及方法无需操作者使用遥控器来进行辅助操作,也不会影响或限制限制正常模式或倒置模式的其他位姿的功能使用,方便了用户的使用。附图说明图1为本发明稳定平台跟随控制系统较佳实施例的系统架构图。图2为本发明一稳定平台较佳实施例的示意图。图3为本发明稳定平台跟随控制系统较佳实施例的功能模块图。图4为图2所示的稳定平台的负载朝下的示意图。图5为图2所示的稳定平台的负载朝上的示意图。图6为本发明稳定平台跟随控制方法较佳实施例的流程图。主要元件符号说明稳定平台1平移轴11第一驱动装置110第一位置检测装置111横滚轴12第二驱动装置120第二位置检测装置121俯仰轴13第三驱动装置130第三位置检测装置131负载14惯性测量单元15处理器16存储装置17跟随控制系统18检测模块180确定模块181跟随模块182如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。具体实施方式参阅图1所示,是本发明稳定平台跟随控制系统较佳实施例的系统架构图。所述稳定平台跟随控制系统18(以下简称跟随控制系统18)应用于一稳定平台1中。所述的稳定平台1用于承载一负载14。所述负载14可以是相机、摄影机或镜头等其他任意适用的成像装置。在本较佳实施例中,所述稳定平台1为一云台,具体地,所述稳定平台1为一手持云台(如图2所示)。所述负载14为一图像获取装置。结合图1与图2所示,所述稳定平台1至少包括,但不限于:依次连接的平移轴11(Pan或Yaw轴,也可以称为航向轴)、横滚轴12(Roll轴)、俯仰轴13(Pitch或Tilt轴)、第一驱动装置110、第一位置检测装置111、第二驱动装置120、第二位置检测装置121、第三驱动装置130、及第三位置检测装置131。所述稳定平台1利用所述第一驱动装置110、第二驱动装置120、及第三驱动装置130可以驱动并控制所述稳定平台1的三轴(平移轴11、横滚轴12、俯仰轴13)进行转动,以调整所述负载14的拍摄角度及/或位置,即调整负载14的角度及/或位置。所述俯仰轴13与所述负载14连接。需要说明的是,第一驱动装置110、第二驱动装置120、第三驱动装置130可以为无刷电机,也可以为有刷电机等驱动装置。本发明所述的稳定平台1采用的是一个预设的万向节系统。当所述稳定平台1启动后,所述稳定平台1会进行自动校准并复位到稳定平台1的正常状态,此时,所述的平移轴11、横滚轴12以及俯仰轴13的状态表示为所述稳定平台1的零点位置。所述第一位置检测装置111用于检测所述平移轴11相对于所述零点位置的位置信息(即转动角度)。所述第二位置检测装置121用于检测所述横滚轴12相对于所述零点位置的位置信息(即转动角度)。所述第三位置检测装置131用于检测所述俯仰轴13相对于所述零点位置的位置信息(即转动角度)。上述的位置检测装置也可以设置于上述对应的驱动装置上。在本较佳实施例中,上述的位置检测装置可以是编码器。在其他较佳实施例中,上述的位置检测装置也可以是位置传感器。上述各位置检测装置通过检测上述各驱动装置的驱动轴的旋转角度,从而获取上述各轴相对于零点位置的位置信息。应说明的是,本发明中所述的稳定平台1具有三轴跟随(Follow)模式,当该模式开启时,当稳定平台1转动(例如旋转或俯仰)时,所述稳定平台1的处理器16也会控制所述三轴进行相应的转动,以控制所述负载14平滑地进行相应的旋转和俯仰动作,以保持所述负载14与所述稳定平台1的相对位置不变。所述转动的速度可以通过稳定平台的处理器16进行精确地设置。在本较佳实施例中,所述稳定平台1还包括,但不限于,惯性测量单元15(Inertialmeasurementunit,IMU)以及存储装置17。所述惯性测量单元15用于检测所述稳定平台1上所承载的负载14的位姿,所述位姿可以包括,但不限于所述负载14的位置和角度。所述的处理器16用于执行和处理所述稳定平台1的各类命令和数据。所述的存储装置17用于存储所述稳定平台1的各类数据。在其它实施例中,所述存储装置17可以为所述稳定平台1外接的存储器。在...
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