基于云台的安装状态的控制方法及飞行器与流程

文档序号:15402976发布日期:2018-09-11 17:59阅读:161来源:国知局

本发明涉及消费性电子技术,特别涉及一种基于云台的安装状态的控制方法及飞行器。



背景技术:

在相关技术中,根据不同的需求,云台可以安装在飞行器上方或下方,比如为了获得飞行器下方的视野时,云台可以安装在飞行器下方;为了获得飞行器上方的视野时,云台可以安装在飞行器上方。由于不同的云台安装状态会导致不同的云台操作逻辑,所以需要获得云台的安装状态来确定具体的云台操作逻辑。目前,一般是以人工的方式来确定云台的安装状态和设定云台的操作逻辑,但是这样的操作方式会耗费时间和人力资源。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种基于云台的安装状态的控制方法及飞行器。

本发明提供一种基于云台的安装状态的控制方法,用于飞行器,所述飞行器包括第一加速度计,所述云台包括第二加速度计,所述控制方法包括以下步骤:

通过所述第一加速度计获取所述飞行器的第一重力加速度;

通过所述第二加速度计获取所述云台的第二重力加速度;和

根据所述第一重力加速度和所述第二重力加速度确定所述云台的所述安装状态。

本发明提供一种飞行器,包括:

第一加速度计;

云台,所述云台包括第二加速度计;

控制器,所述控制器用于:

通过所述第一加速度计获取所述飞行器的第一重力加速度;

通过所述第二加速度计获取所述云台的第二重力加速度;和

根据所述第一重力加速度和所述第二重力加速度确定所述云台的所述安装状态。

本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法及飞行器通过第一加速度计和第二加速度计分别获取的第一重力加速度和第二重力加速度来自动确定云台的安装状态,并可相应地自动调整云台的操作逻辑和录像方向,这样的操作方式简单方便和省时。

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实施方式的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的流程示意图;

图2是本发明实施方式的飞行器的模块示意图;

图3是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的另一个流程示意图;

图4是本发明实施方式的飞行器的另一个模块示意图;

图5是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的再一个流程示意图;

图6是本发明实施方式的飞行器的再一个模块示意图;

图7是本发明实施方式的增稳装置的模块示意图;

图8是本发明实施方式的云台的结构示意图;

图9是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的又一个流程示意图;

图10是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的又一个流程示意图;

图11是本发明实施方式的飞行器的又一个模块示意图图;

图12是本发明实施方式的基于云台的安装状态的控制方法的又一个流程示意图;

图13是本发明实施方式的云台和遥控器的连接示意图。

主要元件符号附图说明:

飞行器100、第一加速度计10、云台20、第二加速度计22、基座24、负载固定部26、增稳装置28、电机282、角度传感器284、控制器30、成像装置40、遥控器600。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

请一并参阅图1和图2,本发明实施方式的基于云台20的安装状态的控制方法可以用于飞行器100。飞行器100包括第一加速度计10,云台20包括第二加速度计22。控制方法包括以下步骤:

s2:通过第一加速度计10获取飞行器100的第一重力加速度;

s4:通过第二加速度计22获取云台20的第二重力加速度;和

s6:根据第一重力加速度和第二重力加速度确定云台20的安装状态。

请再次参阅图2,本发明实施方式的飞行器100包括第一加速度计10、云台20和控制器30。云台20包括第二加速度计22。控制器30用于:

通过第一加速度计10获取飞行器100的第一重力加速度;

通过第二加速度计22获取云台20的第二重力加速度;和

根据第一重力加速度和第二重力加速度确定云台20的安装状态。

也即是说,本发明实施方式的控制方法可以由本发明实施方式的飞行器100实现,其中,步骤s2、s4和s6可以由处理器30实现。

本发明实施方式的基于云台20的安装状态的控制方法及飞行器100通过第一加速度计10和第二加速度计22分别获取的第一重力加速度和第二重力加速度来自动确定云台20的安装状态,并可相应地自动调整云台20的操作逻辑和录像方向,这样的操作方式简单方便和省时。

在某些实施方式中,飞行器100包括无人飞行器。

在某些实施方式中,云台20可以是用来安装、固定相机或手机等负载的支撑设备。云台20的安装状态包括正放在飞行器100上和倒放在飞行器100上。

如此,可以通过本发明实施方式的控制方法确定云台20是正放在飞行器100上还是倒放在飞行器100上。

可以理解,云台20的安装状态可以是指云台20的安装位置。在某些实施方式中,为了获取更多的视野和增加飞行器100的可操作性,飞行器100可以包括多个安装槽,安装槽可以用于安装云台20,比如在飞行器100的上方和下方都具备安装槽。由于云台20在飞行器100上可能处于不同位置并且不同位置可能导致不同的云台20操作逻辑和录像方向,因此需要确定云台20处于飞行器100上的位置,通过本发明实施方式的控制方法可以确定云台20的安装状态。

在某些实施方式中,云台20安装在飞行器100的下方时可以视作云台20正放在飞行器100上,云台20安装在飞行器100的上方时可以视作云台20倒放在飞行器100上。

在一个实施方式中,控制器30用于在飞行器100处于静止状态时执行本发明实施方式的控制方法。

如此,可以通过第一加速度计10和第二加速度计22较为快速地获取第一重力加速度和第二重力加速度。

可以理解,当飞行器100处于运动状态时,第一加速度计10和第二加速度计22检测到的数据除了重力加速度,还可能包括飞行器100所受外力而引起的其他类型的加速度。因此,可以在飞行器100处于静止状态时获取第一加速度计10和第二加速度计22的数据,此时第一加速度计10和第二加速度计22获取的数据为重力加速度,可以更加方便、有效地转化为第一重力加速度和第二重力加速度。

需要说明的是,飞行器100处于静止状态可以是通过人为确定或者通过相关传感器,比如陀螺仪等惯性测量单元获得,在此不做任何限制。此外,本发明实施方式的控制方法可以在云台20安装时执行一次即可,从而避免不必要的电量和运行空间消耗。

请一并参阅图3和图4,在一个实施方式中,云台20包括基座24和负载固定部26。负载固定部26设置有第二加速度计22。步骤s4包括以下步骤:

s42:从第二加速度计22获取第三重力加速度;和

s44:根据第三重力加速度和基座24与负载固定部26的角度关系获取第二重力加速度。

请再次参阅图4,在一个实施方式中,云台20包括基座24和负载固定部26。负载固定部26设置有第二加速度计22。控制器30用于:

从第二加速度计22获取第三重力加速度;和

根据第三重力加速度和基座24与负载固定部26的角度关系获取第二重力加速度。

也即是说,步骤s42和s44可以由控制器30实现。

如此,可以通过第二加速度计22获取的第三重力加速度和基座24与负载固定部26的角度关系获取云台20的第二重力加速度。

具体地,云台20可以包括多个部件,比如基座24和负载固定部26,云台20通过基座24和飞行器100连接,负载固定部26用于固定负载,比如相机或手机等设备,第二加速度计22可能设置在基座24或负载固定部26上。基座24的重力加速度可视作云台20的重力加速度。在第二加速度计22设置在基座24上时,第二加速度计22获取的第三重力加速度可视作云台20的第二重力加速度;在第二加速度计22设置在负载固定部26上时,由于负载固定部26可能发生偏转或移动,所以可能导致第二加速度计22获取的第三重力加速度与云台20的第二重力加速度不同,通过基座24和负载固定部26的角度关系可以将第二加速度计22获取的第三重力加速度转化成基座24的重力加速度,即云台20的第二重力加速度。

请一并参阅图5和图6,在一个实施方式中,云台20包括增稳装置28,基座24通过增稳装置28连接负载固定部26。步骤s44包括以下步骤:

s442:从增稳装置28获取角度关系。

请再次参阅图6,在一个实施方式中,云台20包括增稳装置28,基座24通过增稳装置28连接负载固定部26。控制器30用于从增稳装置28获取角度关系。

也即是说,步骤s442可以由控制器30实现。

如此,可以通过增稳装置28获取基座24和负载固定部26之间的角度关系。

具体地,增稳装置28一般能够对三个方向进行增稳:翻滚角(roll)、俯仰角(pitch)和偏航角(yaw)。云台20根据增稳装置28能够增稳的方向的个数可分为单轴云台、两轴云台和三轴云台。也即是说,单轴云台可以对翻滚角、俯仰角和偏航角中的其中一种进行增稳;两轴云台可以对翻滚角、俯仰角和偏航角中的其中两种进行增稳;三轴云台可以对翻滚角、俯仰角和偏航角进行增稳。单轴云台的基座24和负载固定部26之间的角度关系可以由增稳装置28唯一增稳的方向确定;两轴云台和三轴云台的基座24和负载固定部26之间的角度关系可以由增稳装置28的多个增稳的方向共同确定。

请参阅图7,在一个实施方式中,增稳装置28用于对俯仰角、翻滚角和偏航角进行增稳,增稳装置28包括三个电机282和三个对应的角度传感器284。每个角度传感器284用于检测对应的电机282的角度。角度关系通过三个电机282的角度共同确定。

如此,可以通过三轴云台的三个电机282的角度确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

可以理解,三轴云台的增稳装置28包括三个电机282和三个角度传感器284,每个电机282用于实现一个方向的增稳。增稳装置28增稳的三个方向的坐标系在各自的电机282转动时会发生变化,变化量由电机282转动的角度确定,因此可以通过角度传感器284获取电机282的转动角度,再根据电机282的转动角度分别确定增稳装置28的三个方向的最终的坐标系,从而可以确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

请参阅图8,在一个实施例中,云台20是三轴云台。三个电机282根据增稳的方向的不同可以称为翻滚角电机、俯仰角电机和偏航角电机。其中,负载固定部26可以设置在翻滚角电机上,翻滚角电机可以设置俯仰角电机上,俯仰角电机可以设置在偏航角电机上,偏航角电机可以设置在基座24上。负载固定部26和基座24的角度关系可以通过翻滚角电机的角度、俯仰角电机的角度和偏航角电机的角度获得。因此,在第二加速度计22设置在负载固定部26上时,云台20的第二重力加速度可以通过以下方式获得:第二加速度计22获取的第三重力加速度先转换成在翻滚角电机确定的坐标系下的第四重力加速度;第四重力加速度再转换成在俯仰角电机确定的坐标系下的第五重力加速度;第五重力加速度最后转换成在偏航角电机确定的坐标系下的第六重力加速度。由于偏航角电机是设置在基座24上的,因此第六重力加速度可视作基座24的重力加速度,同时也可视作云台20的第二重力加速度。

需要说明的是,增稳装置28的三个电机的位置关系可以根据实际情况进行不同的调整,比如负载固定部26可以设置在俯仰角电机上,俯仰角电机可以设置翻滚角电机上,翻滚角电机可以设置在偏航角电机上,偏航角电机可以设置在基座24上。在此不做任何限制。

在一个实施方式中,增稳装置28用于对俯仰角、翻滚角或偏航角进行增稳,增稳装置28包括电机282和对应的角度传感器284。角度传感器284用于检测对应的电机282的角度。角度关系通过电机282的角度确定。

如此,可以通过单轴云台的电机282的角度确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

可以理解,单轴云台的增稳装置28包括一个电机282和一个角度传感器284,电机282用于对翻滚角、俯仰角和偏航角中的其中一种进行增稳。增稳装置28增稳的方向的坐标系在电机282转动时会发生变化,变化量由电机282转动的角度确定,因此可以通过角度传感器284获取电机282的转动角度,再根据电机282的转动角度确定增稳装置28最终的坐标系,从而可以确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

在一个实施方式中,增稳装置28用于对俯仰角、翻滚角和偏航角中的其中两种进行增稳,增稳装置28包括两个电机282和两个对应的角度传感器284。每个角度传感器284用于检测对应的电机282的角度。角度关系通过两个电机282的角度共同确定。

如此,可以通过两轴云台的两个电机282的角度确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

可以理解,两轴云台的增稳装置28包括两个电机282和两个角度传感器284,每个电机282用于实现一个方向的增稳,也即是说,两个电机282用于对翻滚角、俯仰角和偏航角中的其中两种进行增稳。增稳装置28增稳的两个方向的坐标系在各自的电机282转动时会发生变化,变化量由电机282转动的角度确定,因此可以通过角度传感器284获取电机282的转动角度,再根据电机282的转动角度分别确定增稳装置28的两个方向的最终的坐标系,从而可以确定基座24和负载固定部26之间的角度关系。

请参阅图9,在一个实施方式中,步骤s6包括以下步骤:

s62:计算第一重力加速度和第二重力加速度的点积;和

s64:根据点积是否大于零得出安装状态,在点积大于零时,云台20是正放在飞行器100上;在点积小于零时,云台20是倒放在飞行器100上。

请再次参阅图2,在一个实施方式中,控制器30用于:

计算第一重力加速度和第二重力加速度的点积;和

根据点积是否大于零得出安装状态,在点积大于零时,云台20是正放在飞行器100上;在点积小于零时,云台20是倒放在飞行器100上。

也即是说,步骤s62和s64可以由控制器30实现。

如此,可以通过飞行器100的第一重力加速度和云台20的第二重力加速度自动、迅速地获得云台20的安装状态。

可以理解,由于云台20的基座24是固定设置在飞行器100上,云台20和飞行器100的相对位置一般不变。在云台20正放在飞行器100上时,云台20和飞行器100的重力加速度方向基本一致,即第一重力加速度和第二重力加速度的方向基本一致;在云台20倒放在飞行器100上时,云台20和飞行器100的重力加速度大致相反,即第一重力加速度和第二重力加速度的方向大致相反。因此,通过计算第一重力加速度和第二重力加速度的点积并根据点积的大小可以获得云台20的安装状态。

请一并参阅图10和图11,在一个实施方式中,云台20上安装有成像装置40。控制方法包括以下步骤:

s7:在云台20倒放在飞行器100上时对成像装置40所采集的图像旋转预定角度后输出图像。

请再次参阅图11,在一个实施方式中,云台20上安装有成像装置40。控制器30用于在云台20倒放在飞行器100上时对成像装置40所采集的图像旋转预定角度后输出图像。

也即是说,步骤s7可以由控制器30实现。

如此,可以获得正确方向的图像。

可以理解,在云台20倒放在飞行器100上时,成像装置40采集的图像与通常状况(通常状况包括云台20正放在飞行器100上时)可能是相反的,比如说图像是倒放的,因此为了能够使得成像装置40输出的图像便于显示,可以对图像旋转预定角度从而获得正确方向的图像。

在某些实施方式中,为了获得正常的图像,预定角度可以是180度。

在某些实施方式中,为了获得不同的图像效果,预定角度可以是其他任意度数,在此不做任何限制。

请一并参阅图12和图13,在一个实施方式中,云台20与遥控器600通信。控制方法包括以下步骤:

s8:在云台20倒放在飞行器100上时控制云台20根据来自遥控器600的预定控制方向指令所示方向的反方向操作。

请再次参阅图13,在一个实施方式中,云台20与遥控器600通信。控制器30用于在云台20倒放在飞行器100上时控制云台20根据来自遥控器600的预定控制方向指令所示方向的反方向操作。

也即是说,步骤s8可以由控制器30实现。

如此,可以控制云台20按照正确的方向操作。

可以理解,在云台20倒放在飞行器100上时,遥控器600的预定控制方向指令所示方向可能与实际云台20的操作方向是相反的,因此为了能够控制云台20往正确的方向操作,可以控制云台20根据来自遥控器600的预定控制方向指令所示方向的反方向操作。

在某些实施方式中,以上述三轴云台为例,云台20倒放会导致遥控器600的pitch方向指令和yaw方向指令与云台实际操作方向相反,也即是说,预定控制方向指令包括pitch方向指令和yaw方向指令。当遥控器600被操作而输入pitch指令时,控制器30根据pitch指令,控制云台20与pitch指令所示方向的反方向操作。

在某些实施方式中,云台20与遥控器600是通过无线的方式进行通信。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于执行特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的执行,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于执行逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体执行在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来执行。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来执行。例如,如果用硬件来执行,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来执行:具有用于对数据信号执行逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解执行上述实施方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式执行,也可以采用软件功能模块的形式执行。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式执行并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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