[发明专利]一种云台增稳装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及云台控制技术领域，特别涉及一种云台增稳装置及方法。

背景技术

摄像云台系统是一种特殊影视拍摄设备，可以实现远距离两点之间水平、垂直或倾斜方向的运动拍摄。摄像云台系统主要包括绳索系统和摄像云台两大部分。绳索系统主要驱动摄像云台，实现摄像云台在空间内的移动。

一方面，由于大多数的绳索系统都采用几根具有弹性的绳索牵引云台运动，绳索间的弹性差异、绳索回收或放出的速度不匀，会造成绳索摆荡，加上大风等外界环境因素会加剧摆荡幅度。这一摆荡运动首先施加于与绳索直接相连的云台基座上，继而耦合传递到摄像机上，造成摄像机视轴晃动，拍摄图像不稳定。

另一方面，当操纵人员控制云台实现摄像机视轴快速转动时，控制电机将反作用力快速施加于云台基座，且绳索刚性较小，无法及时提供对云台基座运动的约束力，导致云台基座发生移动或晃动，继而影响摄像机拍摄画面的稳定度。

云台基座的扰动直接引起摄像机视轴晃动，因此，必须先稳定云台基座。现有的云台增稳解决方案主要包括两种：(1)采用增加云台基座惯量或者提高绳索刚性的方法。比如，将云台基座固连在一个惯量较大的小车上，以减小基座扰动运动的幅值；或者采用刚性较高的钢丝绳拉拽云台移动；(2)采用人工操纵扰动补偿的方法。比如，要求操纵人员在操控索道摄像机实现空间移动和视轴转动时尽量操作柔和一些，或者在发生视轴晃动时通过反向操纵加以补偿。

综上所述，现有的云台增稳方案存在不足，具体如下：(1)采用增加云台基座惯量或提高绳索刚性的方法，使用场合限制较大；(2)采用人工操作扰动补偿的方法，加大了操作人员的工作难度，较难实现。

发明内容

本发明实施例提出了一种云台增稳装置及方法，用以解决现有技术中云台增稳控制中存在的应用场合受限或操作难度较大的问题。

本发明实施例提供了一种云台增稳装置，主要包括：电池组、检测电路、电池组基座、电机、控制电路，其中，

电池组位于电池组基座上；

检测电路，用于检测当前时刻的状态信息，并输出检测信号至控制电路，所述检测信号携带当前时刻的状态信息；

控制电路，用于接收所述检测信号，并根据所述当前时刻的状态信息、上一时刻的状态信息及上一时刻的驱动信号确定当前时刻的驱动信号；

电机，用于根据控制电路输出的当前时刻的驱动信号驱动电池组旋转；所述电机的转子与电池组基座连接，电机的定子与云台基座连接。

本发明实施例还提供了一种云台增稳方法，包括如下步骤：

检测电路检测当前时刻的状态信息，并输出检测信号至控制电路，所述检测信号携带当前时刻的状态信息；

控制电路根据所述当前时刻的状态信息、上一时刻的状态信息及上一时刻的驱动信息确定当前时刻的驱动信号，发送所述当前时刻的驱动信号至电机；

电机根据所述当前时刻的驱动信号带动电池组旋转；

电池组旋转产生的力矩通过电机作用于云台基座，抵消云台基座受到的扰动。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的云台增稳装置，由于利用检测电路检测当前时刻的状态信息作为控制电路的控制输入，控制电路根据当前时刻的状态信息、上一时刻的状态信息及上一时刻的驱动信号确定当前时刻的驱动信号，电机接收并根据该当前时刻的驱动信号工作，带动电池组转速，通过电池组旋转产生的力矩抵消云台受到的扰动，实现云台增稳。该云台增稳装置将云台系统中的电池组作为增稳装置的一部分，仅增加了电池组基座、检测电路、控制电路和电机，和现有的将云台基座固连在一个惯量较大的小车上、采用刚性较高的钢丝绳拉拽云台移动、或者采用人工操作补偿的方案相比，该云台增稳装置结构简单，易于实现，且能有效地保证了云台的稳定性。

本发明实施例提供的云台增稳方法，由于利用检测电路检测当前时刻的状态信息，控制电路根据当前时刻的状态信息、上一时刻的状态信息及上一时刻的驱动信号确定当前时刻的驱动信号，电机接收并根据该当前时刻的驱动信号工作，带动电池组转速，通过电池组旋转产生的力矩抵消云台受到的扰动，实现云台增稳。由于电池组通过电机与云台基座连接，电池组旋转产生的力矩通过连接结构作用于云台基座，抵消云台基座受到的干扰力矩。该方案基于云台已有的电池组进行云台增稳，易于实现，极大地简化了云台增稳的控制工作，且效果较为显著、可靠。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例。

图1为本发明实施例中提供的云台增稳装置的正式剖面结构图示意图；