云台控制方法和装置与流程

本发明涉及云台控制领域，具体而言，涉及一种云台控制方法和装置。

背景技术：

在安防行业不断成熟的今天，各种各样的云台摄像机都不断的出现。现在，大多的云台的水平垂直方向上的电机都是使用的步进电机，且他们都有自己的零点开关。它们以不同的姿态(即水平垂直的角度)监控各个场所的目标区域。

但是，一些意外的或者恶意破环，例如人为迫使电机堵转或者其它原因导致堵转，造成电机的失步，由于现有技术中无法及时检测电机的失步并解决失步问题，从而导致监控场景偏离监控的目标区域，使得摄像机无法拍到正常角度的画面。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实施例提供了一种云台控制方法和装置，以至少解决电机失步的技术问题。

根据本实施例的一个方面，提供了一种云台控制装置，包括：

绝对编码器，用于获取所述云台的初始位置信息，并在所述电机执行控制动作之后，获取所述云台的实时位置信息，其中，所述控制动作包括：控制所述电机转动或待机；

主处理器，用于读取所述初始位置信息和所述实时位置信息，并根据所述初始位置信息和所述实时位置信息确定是否控制所述电机执行与所述控制动作对应的预定动作。

根据本实施例的另一方面，还提供了一种云台控制方法，包括：

获取所述云台的初始位置信息；

在所述电机执行所述控制动作之后，获取所述云台的实时位置信息；其中，所述控制动作包括：控制所述电机转动或待机；

读取所述初始位置信息和所述实时位置信息，并根据所述初始位置信息和所述实时位置信息确定是否控制所述电机执行与所述控制动作对应的预定动作。

在本实施例中，采用一种云台检测装置，该装置包括用于控制云台转动的电机、绝对编码器和主处理器，其中，该绝对编码器用于获取该云台的初始位置信息，并在该电机执行控制动作之后，获取该云台的实时位置信息，其中，该控制动作包括：控制该电机转动或待机；该主处理器，用于读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作。这样，本实施例能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本实施例的一种可选的云台控制装置的结构示意图；

图2是根据本实施例的另一种可选的云台控制装置的结构示意图；

图3是根据本实施例的另一种可选的云台控制方法的流程示意图；

图4是根据本实施例的一种可选的云台控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本实施例提供的一种云台控制装置，如图1所示，包括控制云台转动的电机101，该装置还包括：

绝对编码器102，用于获取该云台的初始位置信息，并在该电机执行控制动作之后，获取该云台的实时位置信息。

其中，该控制动作包括：控制该电机转动或待机。

需要说明的是，该绝对编码器可以是霍尔传感器或者光电编码器，能够以360度检测电机的角位移，该绝对编码器可以根据主处理器的采集信号采集该电机的初始位置信息和实时位置信息，并将获取到的实时位置信息以及初始位置信息发送至主处理器，本实施例中的电机可以是步进电机。

主处理器103，用于读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作。

其中，该主处理器可以是MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)。

需要说明的是，本实施例中的初始位置信息可以是该电机上电后的位置信息，也可以是该电机在执行待机动作时待机起始时刻(即开始执行待机动作的时刻)的位置信息，还可以是该电机在执行转动动作时转动起始时刻(即开始执行转动动作的时刻)的位置信息。当该初始位置信息是该电机上电后的位置信息时，在本实施例中，绝对编码器可以在该电机上电后获取该电机的初始位置信息，并在该电机执行控制动作之后，获取该云台的实时位置信息，主处理器，用于读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作。这样，在该电机上电时即可实现对该电机的控制，从而更加精确地确认电机的失步并自恢复，解决了电机在上电后的失步问题。

采用本实施例提供的云台失步装置，该装置包括用于控制云台转动的电机、绝对编码器和主处理器，绝对编码器，该绝对编码器用于获取该云台的初始位置信息，并在该电机执行控制动作之后，获取该云台的实时位置信息，其中，该控制动作包括：控制该电机转动或待机；主处理器，用于读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作，这样，本实施例能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

可选地，如图2所示，该装置还包括：驱动电路104，用于接收控制信号，并控制该电机101执行与该控制信号相应的该控制动作。

其中，由主处理器向该驱动电路发送控制信号，驱动电路根据该主处理器发送的控制信号控制该电机转动或者待机。

需要说明的是，该驱动电路可以是集成逻辑控制与达林顿管的集成电路，如A3988或者DRV8824等，本发明对此不作限定。

可选地，在该电机执行该待机动作时，该绝对编码器获取该待机起始时刻该云台的初始位置信息，该主处理器检测该实时位置信息与该待机起始时刻该云台的初始位置信息的差值是否处于第一预定参数范围之内，如果该实时位置信息与该待机起始时刻该云台的初始位置信息的差值处于该第一预定参数范围之外，则确定该云台失步，该主处理器生成复位指令，并将该复位指令发送至该驱动电路；该驱动电路根据该复位指令控制该电机移动至该初始位置信息对应的位置。从而在该电机待机状态下实现电机失步的自恢复，避免了在该电机待机状态下由于人为或者自然条件(如风吹等)造成的电机的失步。

其中，该第一预定参数范围可以是以0为中点得到的范围，在本发明一种可能的实现方式中，若该初始位置信息和实时位置信息的差值为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值相等)，则确定该电机未失步，若该初始位置信息和实时位置信息的差值不为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值不相等)，则确定该电机失步，当然，这里只是举例说明，不作限定。

在本实施例一种可能的实现方式中，主处理器可以在达到待机初始时刻后的预设时间时，生成采集信号，绝对编码器根据该采集信号按照预设时间采集实时位置信息，从而解决了实时采集造成的系统资源占用过多的问题。

需要说明的是，由于自然条件对该电机造成的失步的程度较小，因此，上述预设时间可以设置的较长，以节约系统的资源。

可选地，在该电机执行该转动动作时，该绝对编码器获取该转动起始时刻该云台的初始位置信息，该主处理器读取该电机的运动参数，在根据该转动起始时刻该云台的初始位置信息和该运动参数得到预测位置信息之后，如果检测到该实时位置信息与该预测位置信息的差值处于第二预定参数范围之外，则确定该云台失步，该主处理器生成调整指令，并将该调整指令发送至该驱动电路；该驱动电路根据该调整指令控制该电机移动至该预测位置信息对应的位置。从而在该电机执行转动动作下实现电机的自恢复，避免了在该电机转动时由于人为迫使电机堵转或者其它原因导致堵转造成的电机的失步。

需要说明的是，在本实施例中，操作人员也可以人为进行失步故障的排查并对故障进行处理，本发明对此不作限定。

在本实施例一种可能的实现方式中，该电机在执行转动动作时，可以包括至少一个运动周期，该主处理器可以在每个运动周期的起始时刻获取电机的位置信息(即初始位置信息)，并在达到一个运动周期后，获取电机的位置信息(即实时位置信息)，这样，在该电机转动的过程中，能够按照每个运动周期对电机进行失步控制，从而使得电机的转动更准确。

当然，本实施例也可以在间隔两个运动周期或者三个运动周期后进行实时位置信息的获取，以此类推，并根据初始位置信息和实时位置信息进行失步检测和电机失步的自恢复，从而减少对系统资源的占用。

可选地，该运动参数包括该电机在至少一个运动周期内的运行速度和运行时间，该第二预定参数范围包含预定参数；

通过如下计算公式计算得到该预定参数：其中，M为该预定参数，N为该运动周期的数目，wN为第N个该运动周期内该电机的运行速度，tN为第N个该运动周期内该电机的运行时间。

需要说明的是，主处理器在获取到电机的运行时间和运行速度后，根据该运行时间和运行速度得到该电机在当前周期的运行距离(如运行速度与运行时间的乘积)，进而通过初始位置信息和该运行距离得到预测位置信息(即在该初始位置信息的基础上加上运行距离后，该电机处于的位置信息)。

在本实施例一种可能的实现方式中，该第二预定参数范围可以是以该预定参数为中点得到的范围。

可选地，该装置还包括：报警装置，用于在确定该云台失步后，发出报警信息，从而及时提示操作人员电机失步，方便操作人员及时排查并解决故障，确保电机的正常运转。

具体地，该报警装置可以是用于发出报警声的声音提示装置(如蜂鸣器)，并在预定时间内发出报警声；该报警装置还可以是用于显示报警信息的终端，并在该预定时间内显示报警信息，例如，该终端设置有报警指示灯，当接收到报警信息后，该指示灯常亮或者闪烁；或者，在终端上设置有人机交互的界面，并在界面上显示该报警信息，本发明并不局限于上述实施方式，其他能够实现报警的方式也落在本发明的保护范围之内；当然，该报警装置还可以既包括声音提示装置又包括终端，从而在确定电机失步后，既通过声音提示装置发出提示音，又通过终端显示报警信息。

综上所述，采用上述装置，能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

实施例二

图3是根据本实施例的一种云台控制方法，如图3所示，本实施例的执行主体可以是上述图1至图2描述的云台控制装置，该方法包括：

步骤S302、获取该云台的初始位置信息。

步骤S304、在该电机执行该控制动作之后，获取该云台的实时位置信息。

其中，该控制动作包括：控制该电机转动或待机。

步骤S306、读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作。

需要说明的是，本实施例中的初始位置信息可以是该电机上电后的位置信息，也可以是该电机在执行待机动作时待机起始时刻的位置信息，还可以是该电机在执行转动动作时转动起始时刻的位置信息。当该初始位置信息是该电机上电后的位置信息时，在本实施例中，在该电机上电后获取该电机的初始位置信息，并在该电机执行控制动作之后，获取该云台的实时位置信息，并读取该初始位置信息和该实时位置信息，并根据该初始位置信息和该实时位置信息确定是否控制该电机执行与该控制动作对应的预定动作。这样，在该电机上电时即可实现对该电机的控制，从而更加精确地确认电机的失步并自恢复，解决了电机在上电后的失步问题。

采用上述步骤，能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

可选地，在该电机执行该待机动作时，获取该待机起始时刻该云台的初始位置信息，并在该电机执行该待机动作后，获取云台的实时位置信息，并检测该实时位置信息与该待机起始时刻该云台的初始位置信息的差值是否处于第一预定参数范围之内；如果该实时位置信息与该待机起始时刻该云台的初始位置信息的差值处于该第一预定参数范围之外，则确定该云台失步，生成复位指令；根据该复位指令控制该电机移动至该初始位置信息对应的位置。

其中，该第一预定参数范围可以是以0为中点得到的范围，在本发明一种可能的实现方式中，若该初始位置信息和实时位置信息的差值为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值相等)，则确定该电机未失步，若该初始位置信息和实时位置信息的差值不为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值不相等)，则确定该电机失步，当然，这里只是举例说明，不作限定。

需要说明的是，云台控制装置可以在电机执行待机动作时，在达到待机起始时刻后的预设时间时，采集该电机的实时位置信息。从而解决了实时采集造成的系统资源占用过多的问题。

另外，由于自然条件对该电机造成的失步的程度较小，因此，上述预设时间可以设置的较长，以节约系统的资源。

可选地，在该电机执行该转动动作时，获取该转动起始时刻该云台的初始位置信息，在该电机执行该转动动作之后，获取该云台的实时位置信息；并读取该电机的运动参数；在根据该转动起始时刻该云台的初始位置信息和该运动参数得到预测位置信息之后，如果检测到该实时位置信息与该预测位置信息的差值处于第二预定参数范围之外，则确定该云台失步，生成调整指令；根据该调整指令控制该电机移动至该预测位置信息对应的位置。

在本实施例一种可能的实现方式中，该电机在执行转动动作时，可以包括至少一个运动周期，该云台控制装置可以在每个运动周期的起始时刻获取电机的位置信息(即初始位置信息)，并在达到一个运动周期后，获取电机的位置信息(即实时位置信息)，这样，在该电机转动的过程中，能够按照每个运动周期对电机进行失步控制，从而使得电机的转动更准确。

当然，本实施例也可以在间隔两个运动周期或者三个运动周期后进行实时位置信息的获取，以此类推，并根据初始位置信息和实时位置信息进行失步检测和电机失步的自恢复，从而减少对系统资源的占用。

可选地，该运动参数包括该电机在至少一个运动周期内的运行速度和运行时间，该第二预定参数范围包含预定参数；

其中，通过如下计算公式计算得到该预定参数：其中，M为该预定参数，N为该运动周期的数目，wN为第N个该运动周期内该电机的运行速度，tN为第N个该运动周期内该电机的运行时间。从而在该电机执行转动动作下实现电机的自恢复，避免了在该电机转动时由于人为迫使电机堵转或者其它原因导致堵转造成的电机的失步。

需要说明的是，该云台控制装置在获取到电机的运行时间和运行速度后，根据该运行时间和运行速度得到该电机在当前周期的运行距离(如运行速度与运行时间的乘积)，进而通过初始位置信息和该运行距离得到预测位置信息(即在该初始位置信息的基础上加上运行距离后，该电机处于的位置信息)。

在本实施例一种可能的实现方式中，该第二预定参数范围可以是以该预定参数为中点得到的范围。

可选地，在确定该云台失步后，该云台控制装置发出报警信息，从而及时提示操作人员电机失步，方便操作人员及时排查并解决故障，确保电机的正常运转。

采用上述步骤，能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

实施例三

图4是根据本实施例提供的一种云台控制方法，如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S401、云台控制装置接收控制信号，并控制该电机执行与该控制信号相应的该控制动作。

其中，该控制动作包括待机动作或转动动作。

在电机执行待机动作时，执行步骤S402至步骤S405；

在电机执行转动动作时，执行步骤S406至步骤S410。

步骤S402、云台控制装置获取电机在待机初始时刻的初始位置信息。

步骤S403、云台控制装置在执行待机动作后，获取电机的实时位置信息。

步骤S404、云台控制装置在确定该实时位置信息与该待机起始时刻该云台的初始位置信息的差值处于该第一预定参数范围之外，则确定该云台失步。

其中，该第一预定参数范围可以是以0为中点得到的范围，在本发明一种可能的实现方式中，若该初始位置信息和实时位置信息的差值为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值相等)，则确定该电机未失步，若该初始位置信息和实时位置信息的差值不为0(即初始位置信息与实时位置信息的差值不相等)，则确定该电机失步，当然，这里只是举例说明，不作限定。

需要说明的是，云台控制装置可以在电机执行待机动作时，在达到待机起始时刻后的预设时间时，采集该电机的实时位置信息。从而解决了实时采集造成的系统资源占用过多的问题。

另外，由于自然条件对该电机造成的失步的程度较小，因此，上述预设时间可以设置的较长，以节约系统的资源。

可选地，在确定该云台失步后，该云台控制装置发出报警信息，从而及时提示操作人员电机失步，方便操作人员及时排查并解决故障，确保电机的正常运转。

步骤S405、云台控制装置生成复位指令，并根据该复位指令控制该电机移动至该初始位置信息对应的位置。

步骤S406、云台控制装置获取电机在转动初始时刻的初始位置信息。

步骤S407、云台控制装置在执行待机动作后，获取电机的实时位置信息。

步骤S408、云台控制装置读取该电机的运动参数，并根据该转动起始时刻该云台的初始位置信息和该运动参数得到预测位置信息。

步骤S409、云台控制装置在确定该实时位置信息与该预测位置信息的差值处于第二预定参数范围之外，则确定该云台失步。

其中，在确定该云台失步后，该云台控制装置发出报警信息，从而及时提示操作人员电机失步，方便操作人员及时排查并解决故障，确保电机的正常运转。

可选地，该运动参数包括该电机在至少一个运动周期内的运行速度和运行时间，该第二预定参数范围包含预定参数；

其中，通过如下计算公式计算得到该预定参数：其中，M为该预定参数，N为该运动周期的数目，wN为第N个该运动周期内该电机的运行速度，tN为第N个该运动周期内该电机的运行时间。从而在该电机执行转动动作下实现电机的自恢复，避免了在该电机转动时由于人为迫使电机堵转或者其它原因导致堵转造成的电机的失步。

需要说明的是，该云台控制装置在获取到电机的运行时间和运行速度后，根据该运行时间和运行速度得到该电机在当前周期的运行距离(如运行速度与运行时间的乘积)，进而通过初始位置信息和该运行距离得到预测位置信息(即在该初始位置信息的基础上加上运行距离后，该电机处于的位置信息)。

在本实施例一种可能的实现方式中，该第二预定参数范围可以是以该预定参数为中点得到的范围。

步骤S410、云台控制装置生成调整指令，并根据该调整指令控制该电机移动至该预测位置信息对应的位置。

在本实施例一种可能的实现方式中，该电机在执行转动动作时，可以包括至少一个运动周期，该云台控制装置可以在每个运动周期的起始时刻获取电机的位置信息(即初始位置信息)，并在达到一个运动周期后，获取电机的位置信息(即实时位置信息)，这样，在该电机转动的过程中，能够按照每个运动周期对电机进行失步控制，从而使得电机的转动更准确。

当然，本实施例也可以在间隔两个运动周期或者三个运动周期后进行实时位置信息的获取，以此类推，并根据初始位置信息和实时位置信息进行失步检测和电机失步的自恢复，从而减少对系统资源的占用。

采用上述步骤，能够根据电机当前的控制动作灵活对电机的位置进行控制，从而解决了该电机在不同控制动作下的失步问题。

需要说明的是，对于上述方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。