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本申请涉及控制领域，并且更具体地，涉及一种云台的控制方法、控制器和云台。
背景技术：
相机安装在云台上进行拍摄的时候，有时需要拍摄缓慢移动目标，但有时候又需要突然加速拍摄快速移动目标。
但是云台平滑跟随的快慢跟设置的速度有关，设置速度越快，跟随目标的速度就越快，跟随速度设置较快可以让云台有较快的响应，能够紧密的跟随住拍摄目标，捕捉到运动瞬间，但是带来的问题则是让拍摄画面生硬，不柔和。如果将跟随速度设置较慢，可以让云台拍摄出来的画面更加柔和，平滑，但是带来的问题则是拍摄不了突然加速的场景，导致拍摄目标丢失。
因此，如何让云台在慢速跟随的时候能够以较低的跟随速度跟随，让拍摄的画面顺滑，又能在拍摄目标快速移动的时候，提供一个较大的跟随速度，使云台能够紧密的跟随目标，是一项需要亟待解决的问题。
技术实现要素：
本申请实施例提供一种云台的控制方法、控制器和云台，可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置固定的速度过高所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
一方面，提供了一种云台的控制方法，包括：确定云台的基座的加速度；根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
另一方面，提供了一种控制器，包括：确定单元，用于确定云台的基座的加速度；控制单元，用于根据所述基座的加速度，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
另一方面，提供了一种云台，包括基座，转轴机构以及控制器；其中，控制器确定基座的加速度，根据所述基座的加速度，通过控制所述转轴机构的运动，控制所述云台的运动响应速度，以便于对所述云台上的相机的姿态进行调整。
因此，在本申请实施例中，控制器根据云台的基座的加速度，控制云台的运动响应速度，以对所述云台上的相机的姿态进行调整，从而可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置的固定速度过高，所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请实施例的云台的示意性结构图。
图2是根据本申请实施例的云台的控制方法的示意性流程图。
图3是根据本申请实施例的云台的控制方法的示意性流程图。
图4是根据本申请实施例的控制器的示意性框图。
图5是根据本申请实施例的控制器的示意性框图。
图6是根据本申请实施例的无人机的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中当一组件与另一组件“固定连接”或“连接”，或者，一组件“固定于”另一组件时，它可以直接在另一组件上，或者也可以存在居中的组件。
除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
云台可以是安装、固定相机的支撑设备。本申请实施例的云台可以是手持云台，也可以设置在可移动物体上，例如，无人机或汽车等。
在本申请实施例中，云台包括至少一个转轴机构，转轴机构可以包括电机(例如，无刷电机，或有刷电机)和轴臂。
例如，如图1所示的云台中，该转轴机构可以包括俯仰轴(pitch)机构、横滚轴(roll)机构和偏航轴(yaw)机构。该多个转轴机构可以串联连接。
如图1所示，俯仰轴机构可以包括俯仰轴电机18和俯仰轴轴臂15，横滚轴机构可以包括横滚轴电机13和横滚轴轴臂14，以及偏航轴机构可以包括偏航轴电机19和偏航轴轴臂12。
可选地，如图1所示的云台还可以包括基座11，其中，在云台是手持云台时，基座可以随着用户手上的运动而运动，在云台连接于可移动物体时，基座可以刚性连接于可移动物体，并随着可移动物体的运动而运动。
可选地，如图1所示的云台还可以包括惯性测量单元(inertialmeasurementunit，imu)16，该imu16与相机无相对运动，可以用于测量相机的姿态。例如，该imu16可以刚性固定在相机的固定机构上。
可选地，如图1所示的云台上的基座上也可以设置imu(未示出)，该imu与基座无相对运动。例如，该imu可以刚性固定在基座上。
相机17安装在云台上进行拍摄的时候，有时需要拍摄缓慢移动目标，但有时候又需要突然加速拍摄快速移动目标。
在云台是手持云台时，在对运动目标进行拍摄时，用户可以转动云台，也即转动云台的基座，控制器可以控制云台的转轴机构，可以使得相机的目标姿态与基座的姿态相匹配。
其中，在云台是手持云台时，手持棍或手持环可以与基座连接，用户可以通过手持棍或手持环控制云台的运动。
同样，在云台设置在可移动物体上时，在相机对目标进行拍摄时，可移动物体可以运动，以带动云台的运动，也即云台的基座的运动，控制器可以控制云台的转轴机构，可以使得目标姿态与基座的姿态相匹配。
以下将描述如何实现基于基座的运动，控制云台的运动的方案。
应理解，以下的实施例也可以适用于如上提到的场景(也即，由用户或可移动物体带动基座的运动，控制器控制云台的运动，使得相机的姿态匹配基座的姿态)之外的场景，只要是基于基座的运动，控制云台的运动均在本申请的保护范围之内。
图2是根据本申请实施例的云台的控制方法200的示意性流程图。该云台的控制方法200包括以下内容中的至少部分内容。
在210中，控制器确定云台的基座的加速度。
可选地，控制器可以利用第二imu确定该基座的角速度，其中，该第二imu与该基座无相对运动；利用该基座的角速度的变化，确定该基座的加速度。
可选地，控制器可以利用第二imu直接得到该基座的角速度，
其中，该第二imu可以刚性固定在基座上。
可选地，在云台为手持云台时，除了在基座上设置imu，也可以在云台手持棍或手持环上加装imu。
应理解，本申请实施例提到的加速度，角速度或姿态可以除imu之外的其他器件测量的，例如陀螺仪等。
在220中，根据该基座的加速度，控制器控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
具体地说，在获取该基座的加速度之后，控制器可以基于该基座的加速度，来控制云台的电机的运动，从而可以实现控制该云台的运动响应速度。
因此，在本申请实施例中，控制器根据云台的基座的加速度，控制云台的运动响应速度，以对所述云台上的相机的姿态进行调整，从而可以结合基座的加速度，智能控制云台的运动响应速度，可以避免设置的固定速度如果过高，所带来的拍摄画面生硬，不柔和，以及设置的固定速度如果过低，所带来的不能紧密跟随目标的问题。
例如，如果摄影师觉得云台跟随的太快，那么可以通过对基座的转动，降低云台的跟随速度来提高云台跟随拍摄时的顺滑度。或者，如果摄影师在降低跟随速度后，导致需要突然快速跟随的场景跟不上的时候，那么可以通过对基座的转动，提高跟随速度，那么云台将自动识别摄影师的用意，自动进入快速跟随状态，避免出现以往云台常常出现“跟不上”的问题。
可选地，控制器可以根据该基座的加速度，以及该相机的角速度，控制该云台的运动响应速度。
具体地说，控制器可以基于相对于基座无相对运动的imu，确定基座的加速度，以及基于相对于相机无相对运动的imu，确定相机的角速度，从而可以基于该基座的角速度，以及相机的角速度，来控制云台的运动响应速度。
因此，在本申请实施例中，不仅基于基座的加速度，还进一步考虑相机的角速度，来控制云台的运动响应速度，可以实现更合理的对云台的运动响应速度的控制。
可选地，控制器根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，控制该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整该云台的运动响应速度。
具体地，与基座无相对运动的imu输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的imu输出相机角速度omega_scamera，如果基座的角速度omega_base突然变大(也即，加速度超过一定值)，远远大于相机的角速度omega_camera(也即，两者相差超过一定值)，则说明可移动物体或用户快速转动云台的基座，而相机的角速度又远小于基座的角速度，则为了防止相机跟丢目标，则可以加大该云台的运动响应速度，从而可以实现从慢速跟随突然切换到快速跟随。
可选地，根据该基座的角速度，以及该相机的角速度的变化率，控制该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整该云台的运动响应速度。
例如，与基座无相对运动的imu输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的imu输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突变减小，但是相机的角速度omega_camera不变，那么可以不调整云台的运动响应速度，防止相机的跟随速度突变。
应理解，以上描述的根据基座的加速度以及相机的角速度对云台的运动响应速度进行控制的方式仅仅是几种可选的实现方式，不应对本申请的范围构成特别的限定。
例如，在该基座的加速度是负值时，且加速度的大于等于特定值，不调整该云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度是负值时，且加速度的大于等于特定值，且该相机的角速度的变化率小于或等于特定值时，不调整该云台的运动响应速度。
还应理解，虽然以上基于相机的角速度的变化率，或者相机的角速度与基座的角速度之间的关系进行的说明，但是，在本申请实施例中，还可以直接结合相机的角速度调整云台的运动响应速度。
例如，在该基座的加速度小于或等于特定值，且该相机的角速度小于或等于特定值且大于等于另一特定值时，不调整该云台的运动响应速度。
还应理解，虽然以上结合基座的加速度以及相机的角速度，确定是否调整该云台的运动响应速度为例进行说明，但是，在本申请实施例中，还可以结合基座的加速度以及相机的角速度，确定需要对云台的运动响应速度进行调整的具体量。
可选地，在本申请实施例中，控制器确定该相机需要调整的姿态量；根据该相机需要调整的姿态量，以及该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度。
具体地说，在控制器控制云台的运动响应速度时，不仅可以基于基座的加速度，还可以进一步基于相机需要调整的姿态量。
可选地，相机需要调整的姿态量指示相机的姿态共要调整多少量，在调整了该调整量时，相机可以跟随到该需要拍摄的目标对象。
其中，相机需要调整的姿态量可以是用户输入的，例如，在与控制器相连的输入系统中输入需要使得相机调整多少的姿态量。
或者，相机需要调整的姿态量可以是基于基座的姿态与相机的实际姿态得到的，以实现相机的姿态向基座的姿态的跟随。
例如，可以将基座的实际姿态减去相机的实际姿态，得到相机需要调整的姿态量。
例如，可以将基座的实际姿态减去相机的实际姿态，以及减去死区，得到相机需要调整的姿态量。
具体地，云台在跟随过程中，存在死区的问题，死区的大小决定了云台在相机偏离中心点多大范围内不去跟随，因此，将基座的实际姿态减去死区的姿态之后，再进一步减去死区，可以得到相机真正需要调整的姿态量。
可选地，相机的实际姿态可以由与相机无相对运动的imu得到。
具体地，控制器根据imu上的陀螺仪和加速度计进行积分修正获得imu的姿态，由于相机是刚性固定在云台相机固定机构上的，因此该imu姿态就等于相机的姿态。
可选地，基座的实际姿态可以由相机的实际姿态与该云台的电机轴的数据得到。
具体地，由于云台的电机轴的数据反映了相机的姿态相比于基座的姿态的差，因此，基座的实际姿态可以基于相机的实际姿态以及电机轴的数据(例如，pitch轴、yaw轴和roll轴的数据)得到。
当然，基座的实际姿态可以由与基座无相对运动的imu得到，此时，相机的实际姿态可以由与相机无相对运动的imu得到。
或者，基座的实际姿态可以由与基座无相对运动的imu得到，以及相机的实际姿态可以由基座的实际姿态以及电机轴的数据得到。
可选地，在本申请实施例中，控制器可以根据该基座的加速度，确定利用该云台的预设的加速度系数对该云台的预设的速度系数进行调整的调整度；根据预设的该加速度系数以及该调整度，调整预设的该速度系数；利用调整的该速度系数，以及该相机需要调整的姿态量，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，在本申请实施例中，速度系数决定了云台在带动相机跟随目标的快速响应性，可以表针速度，但是可以不是传统意义上的速度。
例如，速度系数的平方乘以需要调整的姿态量的平方得到的值，即在下一个控制时间片中需要调整的姿态量。
应理解，在本申请实施例中，控制器对云台的运动的控制，可以是以时间片为单位进行控制的。计算每个时间片云台的运动量量可以相当于确定云台的运动响应速度。
可选地，在每个时间片中，可以实时计算相机需要调整的姿态量(其中，可以通过实时得到基座的实际姿态以及相机的实时姿态来实现)，和/或实时计算基座的角速度和相机的角速度，其中，实时是指针对每个时间片均计算一次，不同的时间片，这些数值可能是不相同的。
可选地，在本申请实施例中，加速度系数可以反映云台在加速带动相机跟随目标的时候能达到的最大速度系数，加速度系数可以表征加速度，但是加速度系数可以不是传统意义上的加速度。
例如，加速度与系数与相机需要调整的姿态量，加上预设的或之前的速度系数，即得到的是调整后的速度系数。
可选地，在本申请实施例中，用户可以预设速度系数和/或加速度系数，在移动过程中，控制器可以实时调整用户预设的加速度系数和/或速度系数。
具体地，控制器可以利用基座的加速度，确定加速度系数对速度系数的调整度，基于该加速度系数以及该调整度的乘积，对该速度系数调整。
例如，可以将该加速度系数以及该调整度的乘积与相机需要调整的姿态量相乘，得到的值，与预设的速度系数相加，即为调整后的速度系数。
可选地，除了基于基座的加速度，可以进一步基于相机的角速度，来确定加速度系数对速度系数的调整度。
在一种实现方式中，控制器根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，确定该调整度。
例如，在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，确定该调整度的值为1。
具体地，与基座无相对运动的imu输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的imu输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突然变大(也即，加速度超过一定值)，远远大于相机的角速度omega_camera(也即，两者相差超过一定值)，则说明可移动物体或用户快速转动运动的基座，而相机的角速度又远小于基座的角速度，则为了防止相机跟丢目标，则可以将调整度speed_dynamic_coef设置为1，加大该云台的运动响应速度。
可选地，根据该基座的角速度，以及该相机的角速度的变化率，确定该调整度。
例如，在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，确定该调整度为0，也即不对速度系数进行调整。
例如，与基座无相对运动的imu输出基座的角速度omega_base，与云台无相对运动的imu输出相机角速度omega_camera，如果基座的角速度omega_base突变减小，但是相机的角速度omega_camera不变，那么可以将调整度speed_dynamic_coef设置为0，也即不调整云台的运动响应速度，防止相机的跟随速度突变。
应理解，在本申请实施例中，调整度的值除了0和1之外，调整度还可以其他数值，例如，0和1之间的数值，或者大于1的数值，也可以是小于0的数值，具体可以通过不同的场景而定。
为了更加清楚地理解本申请，以下将结合图3所示的云台的控制方法对本申请实施例进行描述。
如图3所示，可以基于基座的姿态和/或遥控器的摇杆数值，得到相机的目标姿态；积分器可以对imu中的陀螺仪输出的角速度进行积分，以得到云台的测量姿态；结合相机的目标姿态以及云台的测量姿态，以及基座的加速度等，得到云台的控制响应速度；在考虑到控制偏差的基础上，向三轴电机输出控制电流；此时，三轴电机可以基于该控制电流，产生力矩，从而使得云台进行运动。
其中，主控板给出相机目标姿态，控制器(例如，闭环控制器)根据相机目标姿态和相机实际姿态进行反馈控制，减少实际姿态和目标姿态的偏差，使相机实际姿态等于目标姿态。其中，可以控制云台平滑运动，云台的平滑就是让相机目标姿态跟随基座姿态平滑转动的一个模式。
图4是根据本申请实施例的控制器400的示意性流程图。
如图4所示，该控制器包括确定单元410和控制单元420。
其中，确定单元410用于：确定云台的基座的加速度；控制单元420420用于：根据该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，以及该相机的角速度，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，以及根据该相机的角速度与该基座的角速度之间的关系，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：在该基座的加速度大于或等于第一值，且该基座的角速度与该相机的角速度之差大于或等于第二值时，调整该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的角速度，以及该相机的角速度的变化率，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：在该基座的加速度小于或等于第三值，且该相机的角速度的变化率小于或等于第四值时，不调整该云台的运动响应速度。
可选地，该确定单元410进一步用于：利用第一惯性测量单元imu确定该相机的角速度，其中，该第一imu与该相机无相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：利用第二imu确定该基座的加速度。
可选地，该确定单元410进一步用于：确定该相机需要调整的姿态量；该控制单元420进一步用于：根据该相机需要调整的姿态量，以及该基座的加速度，控制该云台的运动响应速度。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据该基座的加速度，或根据该基座的加速度和该相机的角速度，确定利用该云台的预设的加速度系数对该云台的预设的速度系数进行调整的调整度；根据预设的该加速度系数以及该调整度，调整预设的该速度系数；利用调整的该速度系数，以及该相机需要调整的姿态量，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，该控制单元420进一步用于：将该调整度和预设的该加速度系数的乘积，与该需要调整的姿态量相乘，得到第五值；将该第五值与预设的该速度系数相加，得到调整的该速度系数。
可选地，该控制单元420进一步用于：根据调整的该速度系数的平方乘以该需要调整的姿态量的平方得到的值，对该云台的运动响应速度进行调整。
可选地，该确定单元410进一步用于：确定该相机的实际姿态；确定该基座的实际姿态；根据该基座的实际姿态，以及该相机的实际姿态，确定该相机需要调整的姿态量。
可选地，该确定单元410进一步用于：将该基座的实际姿态减去该相机的实际姿态，并减去死区得到的量，确定为该相机需要调整的姿态量。
可选地，该确定单元410进一步用于：将第一imu的实际姿态，确定为该相机的实际姿态，其中，该第一imu与该相机之间不存在相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：根据第一imu的实际姿态，以及该云台的电机轴的数据，得到该基座的实际姿态，其中，该第一imu与该相机之间不存在相对运动。
可选地，该确定单元410进一步用于：获取该用户预设的该加速度系数和该用户预设的该速度系数。
可选地，该云台400为手持云台。
应理解，该控制器400可以实现上述方法实施例中控制器实现的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
图5是根据本申请实施例的控制器500的示意性图。
如图5所示，该控制器500包括处理器510和存储器520。其中，该存储器520可以存储有程序代码，该处理器510可以执行该存储器520中存储的程序代码。
可选地，如图5所示，该控制器500可以包括收发器530，处理器510可以控制收发器530对外通信。
可选地，该处理器510可以调用存储器520中存储的程序代码，执行方法实施例中的控制器的相应操作，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种云台，该云台可以包括基座，控制器，以及转轴机构，其中，控制器可以基于基座的加速度，控制转轴机构的运动，控制该云台的运动响应速度，以便于对该云台上的相机的姿态进行调整。
以及进一步地，该云台可以包括至少两个imu，包括与基座无相对运动的imu，用于对基座的角速度，加速度和/或姿态进行测量；以及包括与相机无相对运动的imu，用于对相机的角速度，加速度和/或姿态进行测量。
以及进一步地，该云台还可以包括输入系统，用于用户输入预设的加速度系数和速度系数。
其中，控制器的控制方式可以参考上文方法实施例中的描述，以及云台的结构可以参考图1，为了简洁，在此不再赘述。
可选地，在本申请实施例中，云台可以是手持云台，也可以设置在无人机。以下将设置有根据本申请实施例的无人机进行详细说明。
图6是根据本申请实施例的无人机600的示意性框图。如图6所示，无人机600包括云台610和相机620。图11中将无人机描述为无人机仅仅是为了描述方面。相机620可以通过云台610连接到无人机上。无人机600还可以包括动力系统630、传感系统640和通信系统650和图像处理设备660。
动力系统630可以包括电子调速器(简称为电调)、一个或多个螺旋桨以及与一个或多个螺旋桨相对应的一个或多个电机。电机和螺旋桨设置在对应的机臂上；电子调速器用于接收飞行控制器产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机，以控制电机的转速和/或转向。电机用于驱动螺旋桨旋转，从而为无人机的飞行提供动力，该动力使得无人机能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，无人机可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括横滚轴、平移轴和俯仰轴。应理解，电机可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机可以是无刷电机，也可以有刷电机。
传感系统640用于测量无人机的姿态信息，即无人机在空间的位置信息和状态信息，例如，三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统例如可以包括陀螺仪、电子罗盘、惯性测量单元(inertialmeasurementunit，简称为“imu”)、视觉传感器、全球定位系统(globalpositioningsystem，简称为“gps”)和气压计等传感器中的至少一种。飞行控制器用于控制无人机的飞行，例如，可以根据传感系统测量的姿态信息控制无人机的飞行。应理解，飞行控制器可以按照预先编好的程序指令对无人机进行控制，也可以通过响应来自操纵设备的一个或多个控制指令对无人机进行控制。
通信系统650能够与一个具有通信系统670的终端设备680通过无线信号690进行通信。通信系统650和通信系统670可以包括多个用于无线通信的发射机、接收机和/或收发机。这里的无线通信可以是单向通信，例如，只能是无人机600向终端设备680发送数据。或者无线通信可以是双向通信，数据即可以从无人机600发送给终端设备680，也可以由终端设备680发送给无人机600。
可选地，终端设备680能够提供针对于一个或多个无人机600、云台610和相机620的控制数据，并能接收无人机600、云台610和相机620发送的信息。终端设备680提供的控制数据能够用于控制一个或多个无人机600、云台610和相机620的状态。可选地，云台610和相机620中包括用于与终端设备680进行通信的通信模块。
可以理解的是，图6所示出的无人机包括的云台960可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，在此不再赘述。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。