云台航向跟随方法及装置制造方法及图纸

本申请提出云台航向跟随方法及装置。方法包括：无人驾驶机器人的云台周期性获取云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角；该云台根据云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随该机器人的机头转动。本申请实现了无人驾驶机器人的云台航向轴平滑跟随机头。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及云台
，应用于云台领域的无人驾驶机器人如无人机领域，尤其涉及云台航向跟随方法及装置以及无人驾驶机器人。
技术介绍
无人驾驶机器人，如无人机，具有体积小、造价低、机动灵活、使用方便和对环境条件要求较低等诸多优点。从无人驾驶机器人诞生之日起，它就随着科学技术水平的不断提高而不断进步，并已逐步被广泛应用于军用、民用、警用等众多领域，所执行的任务包括：目标侦察、跟踪监视、目标打击、毁伤评估、抢险救灾、人员搜救、地形勘察等。无人驾驶机器人在运行过程中，云台上的摄像机对运行区域进行实时拍摄获得图像信息，图像信息经过压缩后通过无线射频信号传送回地面，地面再进行解压缩还原出原始的图像，实现对特定区域的监控。当无人驾驶机器人的机头发生转动时，云台的航向轴应该跟随其转动，以使得摄像机能够拍摄到期望范围内的图像。目前通常采用的跟随方法是，云台周期性测量云台的航向轴与机头之间的夹角；当该夹角不超过预设阈值时，不进行跟随，即跟随比重为0，当该夹角大于预设阈值时，则将跟随比重由0调整到大于0的预设跟随比重值，云台控制器根据该跟随比重采用PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例-积分-微分)控制器计算得到一个跟随控制量，将该跟随控制量发送给电机控制器，由电机控制器根据该跟随控制量控制电机转动，以减少云台航向轴与机头之间的夹角，直到夹角降低到预设阈值以下。上述方法的缺点是：当云台的航向轴与机头之间的夹角由不超过预设阈值到达预设阈值时，跟随比重会发生突变。例如：当预设阈值为5度，预设跟随比重为8时，当云台的航向轴与机头之间的夹角不超过5度时，跟随比重一直为0，而当云台的航向轴与机头之间的夹角开始大于5度时，跟随比重突然增大到8，这就会使得云台航向轴在短时间内突然较快地转动，从而使得云台摄像机的视场突然变化，会造成拍摄到的图像不流畅。
技术实现思路
本申请实施例提供云台航向跟随方法及装置以及无人驾驶机器人，以实现云台航向平滑跟随机头。本申请的技术方案是这样实现的：一种云台航向跟随方法，该方法包括：无人驾驶机器人的云台周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角；所述云台根据云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随所述机器人的机头转动。一种云台航向跟随装置，位于无人驾驶机器人的云台上，该装置包括：夹角获取模块：周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角；跟随处理模块：判断夹角获取模块周期性获取的云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角是否大于预设阈值，若大于，则根据云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随所述机器人的机头转动。一种无人驾驶机器人，该机器人包括上述装置。可见，本申请实施例周期性获取云台航向轴与无人驾驶机器人的机头之间的夹角，根据云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台航向轴跟随该机器人的机头转动，实现了云台航向平滑跟随该机器人的机头。附图说明图1为本申请一实施例提供的云台航向跟随方法流程图；图2为本申请另一实施例提供的云台航向跟随方法流程图；图3为本申请实施例提供的云台航向跟随装置的组成示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术再作进一步详细的说明。图1为本申请一实施例提供的云台航向跟随方法流程图，其具体步骤如下：步骤101：无人驾驶机器人的云台周期性获取云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角。步骤102：该云台根据云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随该机器人的机头转动。一实施例中，步骤101中，云台周期性获取云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角包括：预先将云台和该机器人固连，周期性地将云台航向轴电位器测得的角度作为云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角；或者，在该机器人初始运行时，云台向该机器人获取机头的初始方向，并将机头的初始方向作为本云台航向轴的初始方向，之后，云台周期性地从该机器人获取机头的当前方向，根据机头的当前方向与机头的初始方向，计算得到云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角。一实施例中，步骤102中，根据云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重包括：设云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角为x，跟随比重为y，则：y＝a│x│，其中，“││”为绝对值运算符，a为预设值，且a>1；或者，y＝x2。图2为本申请另一实施例提供的云台航向跟随方法流程图，其具体步骤如下：步骤201：无人驾驶机器人的云台的控制器周期性获取云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角x。本步骤可通过如下方式之一实现：方式一、该方式要求云台和该机器人固连，则云台航向轴电位器测得的角度就是云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角x。方式二、该机器人初始运行时，云台向该机器人获取机头的初始方向，并将机头的初始方向作为本云台航向轴的初始方向，之后，云台周期性地从该机器人获取机头的当前方向，根据机头的当前方向与机头的初始方向(即本云台航向轴的初始方向)，计算得到云台航向轴与机头之间的夹角x。步骤202：该机器人的云台的控制器根据云台航向轴与机头之间的夹角x，计算得到跟随比重y＝a│x│，其中，“││”为绝对值运算符，a为根据经验确定的预设值，且a>1。或者，y＝x2。步骤203：该机器人的云台的控制器根据该跟随比重，控制云台跟随机头转动。可以看出：当云台航向轴与机头之间的夹角增大时，跟随比重平滑增大，从而使得云台航向轴能够平滑跟随机头。图3为本申请实施例提供的云台航向跟随装置的组成示意图，该装置位于无人驾驶机器人的云台上，该装置主要包括：夹角获取模块和跟随处理模块，其中：夹角获取模块：周期性获取云台航向轴与无人驾驶机器人的机头之间的夹角，将获取的夹角发送给跟随处理模块。跟随处理模块：接收夹角获取模块发来的云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，根据云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随该机器人的机头转动。一实施例中，夹角获取模块周期性获取云台航向轴与该机器人的机头之间的夹角包括：当云台和该机器人固连时，周期性地将云台航向轴电位器测得的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云台航向跟随方法，其特征在于，该方法包括：无人驾驶机器人的云台周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角；所述云台根据云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重，根据该跟随比重控制云台跟随所述机器人的机头转动。

【技术特征摘要】
1.一种云台航向跟随方法，其特征在于，该方法包括：
无人驾驶机器人的云台周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之
间的夹角；
所述云台根据云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角，计算得到跟
随比重，根据该跟随比重控制云台跟随所述机器人的机头转动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人驾驶机器人的
云台周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角包括：
预先将云台和所述机器人固连，周期性地将云台航向轴电位器测得的角度
作为云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角；
或者，在所述机器人初始运行时，云台向所述机器人获取机头的初始方向，
并将机头的初始方向作为本云台航向轴的初始方向，之后，云台周期性地从所
述机器人获取机头的当前方向，根据机头的当前方向与机头的初始方向，计算
得到云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据云台航向轴与所
述机器人的机头之间的夹角，计算得到跟随比重包括：
设云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹角为x，跟随比重为y，则：
y＝a│x│，其中，“││”为绝对值运算符，a为预设值，且a>1；
或者，y＝x2。
4.一种云台航向跟随装置，位于无人驾驶机器人的云台上，其特征在于，
该装置包括：
夹角获取模块：周期性获取云台航向轴与所述机器人的机头之间的夹
角；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑卫锋，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：北京臻迪机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11